Идеальная смесь газов

В идеальном газе молекулы рассматриваются как материальные точки, размеры которых бесконечно малы по сравнению с расстояниями между ними. Кроме того, считается, что столкновения молекул идеально упруги, т. е. кроме передачи кинетической энергии никаких других взаимодействий между молекулами идеального газа не существует.

Поэтому смешение двух разных идеальных газов, находящихся при одинаковых условиях (Р и Г), не приводит к изменению общего объема.

Отсюда возникает два следствия:

• 1. Смесь идеальных газов ведет себя как идеальный газ.
• 2. В смеси идеальных газов каждый газ имеет такое давление, какое он имел бы, если бы один занимал весь объем.

Второе следствие известно как закон Дальтона, который предложил называть собственное давление газа в смеси парциальным давлением.

Парциальное давление данного газа пропорционально доле его молекул в общем числе молекул смеси, или его молярной доле.

Молярная доля есть отношение числа молей данного вещества (или определенного вида частиц) к общему числу молей веществ (или частиц), находящихся в системе.

Молярную долю можно относить либо ко всей системе, либо к какой-то фазе. В этом случае берется отношение числа молей данного вещества в этой фазе к общему числу молей веществ, образующих данную фазу. Сумма молярных долей всех веществ, образующих систему (или фазу), равна единице.

Поясним сказанное примером.

В сосуде объемом 10 л смешаны 3 л кислорода, 5 л азота и 2 л углекислого газа (диоксида углерода). Температуры исходных газов и смеси одинаковы. Давление каждого из исходных газов равно 101 кПа. Чему равны парциальные давления газов в смеси?

Объем каждого газа возрос до 10 л, а общее давление не изменилось. Следовательно: