Реальные газы. Уравнение состояния реальных газов.

 

Реальные газы. Чем больше плотность газа (чем ниже температура и боль­ше давление), тем сильнее отклоняются свойства реальных газов от свойств идеального. Примером реального газа является воздух, широко применяемый в технике в качестве рабочего тела (в компрессорах, двигателях внутрен­него сгорания и т. д.). На рис. пред­ставлена зависимость отношения  для некоторых газов от давле­ния р при температуре T = 273,15 К. Отношение р v /(R Т) называется коэффи­циентом сжимаемости. Для идеального газа р v = R Т, откуда  =1. Для реальных газов коэффициент сжимае­мости является переменной величиной (зависит от давления, температуры).

В реальных газах нельзя пренебречь собственным объемом молекул и силами межмолекулярного взаимодействия. Поэтому состояние реальных газов не может быть описано уравнением Клапейрона — Менделеева. Одним из уравнений, учитывающих свойства реальных газов, является уравнение Ван-дер-Ваальса , в котором содержатся две поправки к уравнению идеального газа:  учи­тывает внутреннее давление, обусловленное силами взаимного притяжения молекул; b — объем молекул (несжи­маемый объем). Значения а и bдля каждого газа различны.

 

PV= m/ M × RT

 

 

 

Смеси идеальных газов и их свойства. Определение состава смеси.

Смесь идеальных газов представляет собой механическую смесь отдельных газов, не вступающих между собой в химические реакции. Полагаем, что от­дельные газы и смесь в целом под­чиняются уравнению состояния Клапей­рона — Менделеева. Содержание компонентов смеси обыч­но задается массовыми или объемными долями (чаще всего в процентах). Массовой долей   называется отно­шение массы i -го газа, входящего в смесь, к массе смеси: . Масса смеси из п компонентов , а сумма их массовых долей .

Объемная доля — отношение приве­денного объема i -го газа к общему объ­ему смеси:

Под приведенным объемом понима­ется такой объем, который занимал бы газ при температуре и давлении смеси и при отсутствии других газов.

Смесь идеальных газов подчиняется законам поведения идеальных газов (законам Авогадро, Клапейрона, Бойля— Мариотта и т. д.). Учитывая это обстоятельство, определим соотношение между массовыми и объемными долями. Формула перехода от массовых долей к объемным и наоборот имеет следую­щий вид:

определе­нии газовой постоянной Rи средней молярной массы смеси идеальных га­зов .

В смеси идеальных газов каждый i-й газ ведет себя так, как и при отсут­ствии других газов, т. е. равномерно заполняет весь объем V. Запишем урав­нение Клапейрона для i-го газа:  где — парциальное давление.