Kako pronaći pritisak mešavine gasova. Parcijalni pritisci gasova za disanje

Ako se iznad tečnosti nalazi mešavina gasova, onda se svaki gas u njoj rastvara prema svom parcijalnom pritisku, u smeši, odnosno pritisku koji pada na njegov deo. Parcijalni pritisak bilo kog gasa u gasnoj mešavini može se izračunati znajući ukupan pritisak gasne mešavine i njen procentualni sastav. Dakle, pri atmosferskom pritisku vazduha od 700 mm Hg. parcijalni pritisak kiseonika je približno 21% od 760 mm, odnosno 159 mm, azota - 79% od 700 mm, odnosno 601 mm.

Prilikom izračunavanja parcijalni pritisak gasovi u alveolarnom vazduhu treba uzeti u obzir da je zasićen vodenom parom čiji je parcijalni pritisak na tjelesnoj temperaturi 47 mm Hg. Art. Dakle, udio ostalih plinova (dušik, kisik, ugljični dioksid) više nije 700 mm, već 700-47 - 713 mm. Sa sadržajem kiseonika u alveolarnom vazduhu od 14,3%, njegov parcijalni pritisak će biti samo 102 mm; sa sadržajem ugljen-dioksida od 5,6%, njegov parcijalni pritisak je 40 mm.

Ako tečnost zasićena gasom pri određenom parcijalnom pritisku dođe u kontakt sa istim gasom, ali ima niži pritisak, tada će deo gasa izaći iz rastvora i količina otopljenog gasa će se smanjiti. Ako je pritisak gasa veći, tečnost će se rastvoriti velika količina gas.

Otapanje gasova zavisi od parcijalnog pritiska, tj. pritiska ovog gasa, a ne ukupni pritisak gasna mešavina. Stoga će, na primjer, kisik otopljen u tekućini pobjeći u atmosferu dušika na isti način kao u prazninu, čak i kada je dušik pod vrlo visokim pritiskom.

Kada tečnost dođe u dodir sa gasnom mešavinom određenog sastava, količina gasa koja ulazi ili izlazi iz tečnosti zavisi ne samo od odnosa pritisaka gasa u tečnosti i u gasnoj mešavini, već i od njihove zapremine. Ako je velika zapremina tečnosti u kontaktu sa velikom zapreminom gasne mešavine čiji se pritisak naglo razlikuje od pritiska gasova u tečnosti, tada velike količine gasa mogu izaći ili ući u potonju. Suprotno tome, ako je dovoljno velika zapremina tečnosti u kontaktu sa gasnim mehurićem male zapremine, tada će vrlo mala količina gasa ući ili napustiti tečnost u sastav gasa tečnost se neće mnogo promeniti.

Za gasove rastvorene u tečnosti, termin " voltaža“, što odgovara terminu “parcijalni pritisak” za slobodne gasove. Napon se izražava u istim jedinicama kao i pritisak, odnosno u atmosferama ili u milimetrima žive ili vodenog stupca. Ako je pritisak gasa 1,00 mm Hg. čl., to znači da je gas rastvoren u tečnosti u ravnoteži sa slobodnim gasom pod pritiskom od 100 mm.

Ako napetost rastvorenog gasa nije jednaka parcijalnom pritisku slobodnog gasa, onda je ravnoteža poremećena. Ona se obnavlja kada ove dvije veličine ponovo postanu jednake jedna drugoj. Na primjer, ako je pritisak kiseonika u tečnosti zatvorene posude 100 mm, a pritisak kiseonika u vazduhu ove posude je 150 mm, tada će kiseonik ući u tečnost.

U tom slučaju, napetost kisika u tekućini će se odbaciti, a njegov pritisak izvan tekućine će se smanjiti sve dok se ne uspostavi nova dinamička ravnoteža i obje ove vrijednosti budu jednake, nakon što su dobile neku novu vrijednost između 150 i 100 mm. . Kako se pritisak i napon mijenjaju u datoj studiji zavisi od relativnih zapremina gasa i tečnosti.

Parcijalni pritisak (lat. partialis - parcijalni, od lat. pars - deo) - pritisak koji bi imao gas koji je deo gasne mešavine da sam zauzima zapreminu jednaku zapremini smeše na istoj temperaturi. Istovremeno se koristi i zakon parcijalnih pritisaka: ukupan pritisak gasne mešavine jednak je zbiru parcijalnih pritisaka pojedinačnih gasova koji čine ovu mešavinu, odnosno Ptot = P1 + P2 + . + Pp

Iz formulacije zakona proizilazi da je parcijalni pritisak parcijalni pritisak koji stvara jedan gas. Zaista, parcijalni pritisak je pritisak koji bi dati gas stvorio da sam zauzima čitav volumen.

12. Definisati pojmove: sistem, faza, okruženje, makro i mikrostanje.

sistem naziva se ukupnost supstanci koje su u interakciji, izolovane iz okoline. Razlikovati homogenaiheterogenasistemi.

Sistem se zove termodinamički, ako između tijela koja ga čine, može doći do izmjene topline, materije i ako je sistem u potpunosti opisan termodinamičkim konceptima.

U zavisnosti od prirode interakcije sa okolinom, razlikuju se sistemi otvoren, zatvoreniizolovankupatila.

Svako stanje sistema karakterizira određeni skup vrijednosti termodinamičkih parametara (parametri stanja, funkcije stanja).

13. Navedite glavne termodinamičke veličine koje karakterišu stanje sistema. Razmotrite značenje pojmova "unutrašnja energija sistema i entalpija".

Glavni parametri stanja sistema su parametri koji se mogu direktno mjeriti (temperatura, pritisak, gustina, masa, itd.).

Pozivaju se parametri stanja koji se ne mogu direktno mjeriti i zavise od glavnih parametara državne funkcije(unutrašnja energija, entropija, entalpija, termodinamički potencijali).

Tokom hemijska reakcija(prelazak sistema iz jednog stanja u drugo) unutrašnja energija sistema U se menja:

U \u003d U 2 -U 1, gdje su U 2 i U 1 unutrašnja energija sistema u konačnom i početnom stanju.

Vrijednost U je pozitivna (U> 0) ako se povećava unutrašnja energija sistema.

Entalpija sistema i njena promena .

Rad A se može podijeliti na rad ekstenzije A = pV (p = const)

i druge vrste radova A "(korisni rad), osim za proširenje: A \u003d A" + pV,

gdje je p - vanjski pritisak; V- promjena volumena (V \u003d V 2 - V \); V 2 - zapremina produkta reakcije; V 1 - zapremina polaznih materijala.

U skladu s tim, jednačina (2.2) pri konstantnom pritisku biće zapisana kao: Q p = U + A" + pV.

Ako na sistem ne deluju druge sile, osim konstantnog pritiska, tj. u toku hemijskog procesa, jedina vrsta rada je rad ekspanzije, tada je A" = 0.

U ovom slučaju, jednačina (2.2) će se napisati na sljedeći način: Q p = U + pV.

Zamjenom U \u003d U 2 - U 1, dobijamo: Q P = U 2 -U 1+ pV 2 + pV 1 = (U 2 + pV 2) - (U 1 + pV 1). Naziva se karakteristična funkcija U + pV = H entalpija sistema. Ovo je jedna od termodinamičkih funkcija koja karakteriše sistem pri konstantnom pritisku. Zamjenom jednačine (2.8) u (2.7) dobijamo: Q p = H 2 -H 1 = r H.

Čak i ljudi koji su daleko od planinarenja i ronjenja znaju to udisanje određenim uslovima postaje teško za osobu. Ovaj fenomen je povezan s promjenom parcijalnog tlaka kisika u okruženje, kao rezultat, iu krvi same osobe.

planinska bolest

Kada stanovnik ravnice dođe na odmor u planine, čini se da je tamo vazduh posebno čist i da ga je jednostavno nemoguće udisati.

Zapravo, takvi refleksni nagoni za čestim i dubokim disanjem uzrokovani su hipoksijom. Da bi osoba izjednačila parcijalni pritisak kiseonika u alveolarnom vazduhu, potrebno je da što više ventilira svoja pluća. prvi je bolji vrijeme. Naravno, boraveći u planini nekoliko dana ili sedmica, tijelo se prilagođavanjem rada počinje navikavati na nove uslove. unutrašnje organe. Tako situaciju spašavaju bubrezi, koji počinju lučiti bikarbonat kako bi poboljšali ventilaciju pluća i povećali broj crvenih krvnih zrnaca u krvi koja mogu nositi više kisika.

Tako je u planinskim predelima nivo hemoglobina uvek viši nego u ravnicama.

akutni oblik

Ovisno o karakteristikama organizma, norma parcijalnog tlaka kisika može se razlikovati za svaku osobu u određenoj dobi, zdravstvenom stanju ili jednostavno od sposobnosti aklimatizacije. Zato nije svima suđeno da osvajaju vrhove, jer čak i uz veliku želju, čovjek nije u stanju potpuno pokoriti svoje tijelo i natjerati ga da radi drugačije.

Vrlo često, nepripremljeni penjači sa brzim usponom mogu razviti različite simptome hipoksije. Na nadmorskoj visini manjoj od 4,5 km manifestuju se glavoboljom, mučninom, umorom i naglom promenom raspoloženja, jer nedostatak kiseonika u krvi uveliko utiče na rad. nervni sistem. Ako se takvi simptomi ignoriraju, tada nastaje oticanje mozga ili pluća, od kojih svaki može dovesti do smrti.

Dakle, strogo je zabranjeno zanemariti promjenu parcijalnog tlaka kisika u okolini, jer to uvijek utiče na rad cijelog ljudskog organizma.

Uranjanje pod vodu

Kada ronilac zaroni u uslove u kojima je atmosferski pritisak ispod uobičajenog nivoa, njegovo telo se takođe suočava sa svojevrsnom aklimatizacijom. Parcijalni pritisak kiseonika na nivou mora je prosečna vrednost i takođe se menja sa uranjanjem, ali azot je u ovom slučaju posebna opasnost za ljude. Na površini zemlje u ravnom terenu ne pogađa ljude, ali se nakon svakih 10 metara uranjanja postepeno skuplja i izaziva različite stupnjeve anestezije u tijelu ronioca. Prvi znakovi takvog kršenja mogu se pojaviti nakon 37 metara pod vodom, posebno ako osoba provodi dugo vremena na dubini.

Kada atmosferski pritisak pređe 8 atmosfera, a ta se cifra postigne nakon 70 metara pod vodom, ronioci počinju osjećati dušičnu narkozu. Ova pojava se očituje osjećajem opijenosti, što remeti koordinaciju i pažnju podmorničara.

Da bi se izbegle posledice

U slučaju kada je parcijalni tlak kisika i drugih plinova u krvi abnormalan i ronilac počne osjećati znakove intoksikacije, vrlo je važno da se to provodi što je sporije moguće. To je zbog činjenice da uz oštru promjenu tlaka, difuzija dušika izaziva pojavu mjehurića s ovom tvari u krvi. na prostom jeziku, krv kao da ključa, a osoba počinje osjećati jake bolove u zglobovima. U budućnosti može doći do oštećenja vida, sluha i funkcionisanja nervnog sistema, što se naziva dekompresijska bolest. Da bi se izbjegao ovaj fenomen, ronioca treba podići vrlo polako ili ga zamijeniti helijumom u njegovoj mješavini za disanje. Ovaj gas je manje rastvorljiv, ima manju masu i gustinu, pa su troškovi smanjeni.

Ako slična situacija došlo, onda se osoba mora hitno vratiti u okruženje sa visokog pritiska i sačekajte postepenu dekompresiju, koja može trajati i do nekoliko dana.

Da bi se promijenio plinoviti sastav krvi, nije potrebno osvajati vrhove ili se spuštati na morsko dno. Različite patologije kardiovaskularnog, urinarnog i respiratornog sistema takođe mogu uticati na promenu pritiska gasova u glavnoj tečnosti ljudskog tela.

Za tacna definicija dijagnoza, pacijentima se uzimaju odgovarajući testovi. Najčešće, doktore zanima parcijalni pritisak kisika i ugljičnog dioksida, jer oni osiguravaju potpuno disanje svih ljudskih organa.

Pritisak je u ovom slučaju proces rastvaranja gasova koji pokazuje koliko efikasno kiseonik radi u organizmu i da li je njegov učinak u skladu sa normama.

Najmanja odstupanja ukazuju na to da pacijent ima odstupanja koja utiču na mogućnost maksimalnog korišćenja gasova koji ulaze u organizam.

Standardi pritiska

Norma parcijalnog pritiska kiseonika u krvi je relativan koncept, jer može varirati u zavisnosti od mnogih faktora. Da biste ispravno postavili dijagnozu i dobili liječenje, potrebno je kontaktirati specijaliste s rezultatima testova koji može uzeti u obzir sve individualne karakteristike pacijenta. Naravno, postoje referentne norme koje se smatraju idealnim za zdravu odraslu osobu. Dakle, u krvi pacijenta bez odstupanja postoji:

• ugljen-dioksid u iznosu od 44,5-52,5%;
• pritisak mu je 35-45 mm Hg. Art.;
• zasićenost tečnosti kiseonikom 95-100%;
• Oko 2 u iznosu od 10,5-14,5%;
• parcijalni pritisak kiseonika u krvi 80-110 mm Hg. Art.

Da bi rezultati bili istiniti tokom analize, potrebno je uzeti u obzir cela linija faktori koji mogu uticati na njihovu ispravnost.

Uzroci odstupanja od norme, ovisno o pacijentu

Parcijalni tlak kisika u arterijskoj krvi može se vrlo brzo mijenjati ovisno o različitim okolnostima, stoga, kako bi rezultat analize bio što precizniji, treba uzeti u obzir sljedeće karakteristike:

• brzina pritiska uvijek opada sa povećanjem starosti pacijenta;
• pri prehlađenju, pritisak kisika i tlak ugljičnog dioksida se smanjuju, a pH razina raste;
• kod pregrijavanja, situacija je obrnuta;
• stvarni indikator parcijalnog pritiska gasova biće vidljiv samo kada se uzme krv od pacijenta sa telesnom temperaturom u granicama normale (36,6-37 stepeni).

Uzroci odstupanja od norme, u zavisnosti od zdravstvenih radnika

Osim što uzimaju u obzir takve karakteristike pacijentovog tijela, stručnjaci se moraju pridržavati i određenih normi za ispravnost rezultata. Prije svega, prisustvo mjehurića zraka u špricu utiče na parcijalni pritisak kiseonika. Općenito, svaki kontakt testa sa okolnim zrakom može promijeniti rezultate. Također je važno lagano promiješati krv u posudi nakon uzimanja krvi kako se eritrociti ne bi taložili na dnu epruvete, što također može uticati na rezultate analize, pokazujući nivo hemoglobina.

Veoma je važno pridržavati se normi vremena predviđenog za analizu. Prema pravilima, sve radnje moraju se izvršiti u roku od četvrt sata nakon uzorkovanja, a ako ovo vrijeme nije dovoljno, onda se spremnik krvi treba staviti u ledena voda. Ovo je jedini način da se zaustavi proces potrošnje kisika u krvnim stanicama.

Stručnjaci bi također trebali blagovremeno kalibrirati analizator i uzimati uzorke samo suhim heparinskim špricama, koje su elektrolitički izbalansirane i ne utiču na kiselost uzorka.

Rezultati testa

Kao što je već jasno, parcijalni pritisak kiseonika u vazduhu može imati primetan uticaj na ljudski organizam, ali nivo pritiska gasa u krvi može biti poremećen iz drugih razloga. Da bi ih ispravno odredili, dekodiranju treba vjerovati samo iskusni stručnjak koji je u stanju uzeti u obzir sve karakteristike svakog pacijenta.

U svakom slučaju, hipoksija će biti indicirana smanjenjem razine tlaka kisika. Promjena pH krvi, kao i pritisak ugljičnog dioksida ili promjena nivoa bikarbonata, mogu ukazivati ​​na acidozu ili alkalozu.

Acidoza je proces zakiseljavanja krvi i karakterizira ga povećanje tlaka ugljičnog dioksida, smanjenje pH krvi i bikarbonata. U potonjem slučaju, dijagnoza će biti objavljena kao metabolička acidoza.

Alkaloza je povećanje alkalnosti krvi. Svedočiće visok krvni pritisak ugljični dioksid, povećanje broja bikarbonata, a posljedično i promjena pH razine krvi.

Zaključak

Na performanse tijela utječe ne samo kvalitetna prehrana i fizičke vežbe. Svaka osoba se navikne na određene klimatskim uslovimaživot u kome se oseća najugodnije. Njihova promjena izaziva ne samo loše zdravlje, već i potpunu promjenu određenih parametara krvi. Da biste utvrdili dijagnozu od njih, trebali biste pažljivo odabrati stručnjaka i pratiti usklađenost sa svim normama za uzimanje testova.

U hemiji, "parcijalni pritisak" je pritisak koji vrši jedna komponenta iz gasne mešavine okoline, na primer, na bocu, cilindar ili na granicu atmosfere. Možete izračunati pritisak svakog gasa ako znate njegovu količinu, koliki volumen zauzima i koja je njegova temperatura. Zatim možete sabrati parcijalne pritiske i pronaći ukupni parcijalni pritisak mešavine gasova, ili prvo pronaći ukupni pritisak, a zatim parcijalni pritisak.

Koraci

Dio 1

Prihvatite svaki gas kao "idealan". U hemiji, "idealan gas" je onaj koji stupa u interakciju sa drugim supstancama bez da dođe u kontakt sa njima. Pojedinačni molekuli mogu se sudarati jedni s drugima i odbijati poput bilijarskih lopti, a da se pritom ne deformišu.

Odredite količinu gasova. Gasovi imaju i masu i zapreminu. Zapremina se obično mjeri u litrama (l), ali postoje dvije opcije za izračunavanje mase.

Razumijevanje Daltonovog zakona parcijalnog pritiska. Zakon koji je otkrio kemičar i fizičar John Dalton, koji je to prvi sugerirao hemijski elementi sastoje se od pojedinačnih atoma, kaže: ukupan pritisak mešavine gasova jednak je zbiru pritisaka svakog gasa u smeši.

Dio 2

Izračunavanje parcijalnog, zatim ukupnog pritiska

1. Odredite jednadžbu parcijalnog tlaka za plinove s kojima radite. Za računske svrhe, uzmimo primjer: tikvica od 2 litre sadrži 2 plina, dušik (N 2), kisik (O 2) i ugljični dioksid, ugljični dioksid (CO 2). Svaki gas - 10 g, temperatura svakog gasa u boci je 37 stepeni Celzijusa (98,6 Farenhajta). Potrebno je pronaći parcijalni pritisak svakog gasa i ukupan pritisak mešavine gasova na posudu.

   • Naša jednačina parcijalnog pritiska će izgledati ovako: P ukupno = P dušik + P kisik + P ugljični dioksid.
   • Pošto pokušavamo da pronađemo pritisak koji svaki od gasova vrši, znamo zapreminu i temperaturu, i možemo pronaći broj molova svakog gasa na osnovu mase supstance, možemo prepisati jednačinu u sledećem obliku : P ukupno = (nRT/V) dušik + (nRT/V) kisik + (nRT/V) ugljični dioksid

2. Pretvorite temperaturu u stepene Kelvina. Temperatura u Celzijusima je 37 stepeni, pa dodamo 273 na 37 i dobijemo 310 stepeni K.

   Odredite broj molova svakog gasa u uzorku. Broj molova gasa jednak je masi gasa podeljenoj sa njegovom molarna masa, što je, kao što je već spomenuto, jednako zbiru težina svih atoma u sastavu.

   • Za naš prvi plin, dušik (N2), svaki atom ima atomsku masu 14. Pošto dušik sadrži dva atoma (sastavljena od dvoatomskih molekula), moramo pomnožiti 14 sa 2 da bismo pronašli molarnu masu dušika, koja je 28. Tada podijelimo masu u gramima, 10 g, sa 28 da dobijemo broj molova koji je približno jednak 0,4 mola.
   • Drugi gas, kiseonik (O 2 ), ima masu 16 po atomu. Kiseonik je takođe dvoatomski gas, tako da pomnožimo 16 sa 2 i dobijemo molarnu masu 32. Deljenjem 10 g sa 32 dobijamo oko 0,3 mola kiseonika u uzorku mešavine gasova.
   • Treći plin, ugljični dioksid (CO 2 ), sastoji se od 3 atoma: jednog atoma ugljika s atomskom masom 12 i dva atoma kisika, svaki s atomskom masom 16. Dodajemo sve tri težine: 12 + 16 + 16 = 44 je molarna masa. Ako podijelimo 10 grama sa 44, dobijemo oko 0,2 mola ugljičnog dioksida.

3. Uključite vrijednosti za molove, zapreminu i temperaturu. Naša jednačina će izgledati ovako: P ukupno = (0,4 * R * 310/2) dušik + (0,3 * R * 310/2) kisik + (0,2 * R * 310/2) ugljični dioksid.

   • Radi jednostavnosti, ostavili smo trenutne vrijednosti mjernih jedinica. Ove jedinice će nestati nakon matematike, a ostat će samo one koje su uključene u određivanje pritiska.

4. Zamijenite vrijednost konstante R. Dat ćemo parcijalni i ukupni tlak u atmosferama, tako da koristimo R vrijednost od 0,0821 L atm/K mol. Uključivanjem ovoga u jednačinu dobijamo P ukupno = (0,4 * 0,0821 * 310/2) dušik + (0,3 * 0,0821 * 310/2) kisik + (0,2 * 0,0821 * 310/2) ugljični dioksid.

5. Izračunajte parcijalni pritisak svakog gasa. Sada su sve vrijednosti ​​​na mjestu, vrijeme je da pređemo na matematičke proračune.

   • Da bismo pronašli parcijalni pritisak azota, pomnožimo 0,4 mol sa našom konstantom od 0,0821 i temperaturom od 310 stepeni K, a zatim podelimo sa 2 litra: 0,4 * 0,0821 * 310/2 = 5,09 atm, otprilike.
   • Da biste dobili parcijalni pritisak kiseonika, pomnožite 0,3 mol sa konstantom od 0,0821 i temperaturom od 310 stepeni K, a zatim podelite sa 2 litra: 0,3 * 0,0821 * 310/2 = 3,82 atm, otprilike.
   • Da biste pronašli parcijalni pritisak ugljen-dioksida, pomnožite 0,2 mol sa konstantom od 0,0821 i temperaturom od 310 stepeni K, a zatim podelite sa 2 litra: 0,2 * 0,0821 * 310/2 = 2,54 atm, otprilike.
   • Sada ćemo dodati dobivene vrijednosti tlaka​​i pronaći ukupni tlak: P ukupno = 5,09 + 3,82 + 2,54, odnosno 11,45 atm, otprilike.

dio 3

Proračun ukupnog, zatim parcijalnog pritiska

1. Odredite parcijalni pritisak kao i ranije. Opet, uzmite za primjer bocu od 2 litre sa tri plina: dušikom (N 2), kisikom (O 2) i ugljičnim dioksidom (CO 2). Imamo 10 g svakog gasa, temperatura svakog gasa u boci je 37 stepeni C (98,6 stepeni F).

   • Kelvinova temperatura će biti ista, 310 stepeni, kao i do sada, imaćemo oko 0,4 mola azota, 0,3 mola kiseonika i 0,2 mola ugljen-dioksida.
   • Naznačićemo i pritisak u atmosferama, pa ćemo za konstantu R koristiti vrijednost 0,0821 l atm/K mol.
   • Dakle, naša jednačina parcijalnog pritiska trenutno izgleda isto kao i prije: P ukupno = (0,4 * 0,0821 * 310/2) dušik + (0,3 * 0,0821 * 310/2) kisik + (0,2 * 0,0821 * 310/2 ) ugljični dioksid.

Smjesa plinova je u stanju ravnoteže ako koncentracije komponenti i parametri njenog stanja u cijeloj zapremini imaju iste vrijednosti. U ovom slučaju, temperatura svih plinova uključenih u smjesu je ista i jednaka je temperaturi smjese T cm.

U ravnotežnom stanju, molekuli svakog plina su ravnomjerno raspoređeni po volumenu smjese, odnosno imaju svoju specifičnu koncentraciju i, posljedično, vlastiti tlak. R i, Pa, koji se zove djelomično . Definira se na sljedeći način.

Parcijalni pritisak jednak je pritisku ove komponente, pod uslovom da ona sama zauzima cjelokupni volumen namijenjen za smjesu na temperaturi smjese T cm .

Prema zakonu engleskog hemičara i fizičara Daltona, formulisanom 1801. godine, pritisak mešavine idealnih gasova je p cm jednak je zbiru parcijalnih pritisaka njegovih komponenti p i :

gdje n je broj komponenti.

Izraz (2) se također naziva zakon parcijalnog pritiska.

3.3. Smanjena zapremina komponente gasne mešavine. Zakon Amaga

Po definiciji, smanjeni volumen i-ta komponenta gasne mešavine V i, m 3 , je zapremina koju bi ova jedna komponenta mogla da zauzme, pod uslovom da su njen pritisak i temperatura jednaki pritisku i temperaturi cele gasne mešavine.

Zakon francuskog fizičara Amaga, formuliran oko 1870. godine, kaže: zbir smanjenih zapremina svih komponenti smeše jednak je zapremini smeše.V cm :

, m 3 . (3)

3.4. Hemijski sastav gasne mešavine

Hemijski sastav gasne mešavine se može podesiti tri različita načine.

Zamislite mješavinu plinova koja se sastoji od n komponenti. Smjesa zauzima zapreminu V cm, m 3, ima masu M cm, kg, pritisak R cm, Pa i temperatura T cm, K. Takođe, broj molova smeše je N vidi krtica. U isto vrijeme, masa jednog i-th komponenta m i, kg i broj molova ove komponente ν i, mol.

Očigledno je da:

, (4)

. (5)

Koristeći Daltonov zakon (2) i Amag (3) za mješavinu koja se razmatra, možemo zapisati:

, (6)

, (7)

gdje R i- parcijalni pritisak i-ta komponenta, Pa; V i- smanjena jačina zvuka i komponenta, m 3 .

Nedvosmisleno, hemijski sastav gasne mešavine može se odrediti ili masenim, molskim ili zapreminskim udelom njenih komponenti:

, (8)

, (9)

, (10)

gdje g i , k i i r i– maseni, molni i zapreminski udjeli i th komponenta smjese, respektivno (bezdimenzionalne količine).

Očigledno je da:

,
,
. (11)

Često se u praksi hemijski sastav smjese ne daje frakcijama i th komponenta, ali njeni postoci.

Na primjer, u termotehnici se približno pretpostavlja da se suvi zrak sastoji od 79 zapreminskih posto azota i 21 zapreminskih posto kisika.

Procenat i komponenta u smjesi se izračunava množenjem njenog udjela sa 100.

Na primjer sa suhim zrakom imat ćemo:

,
. (12)

gdje
i
su volumni udjeli dušika i kisika u suhom zraku; N 2 i O 2 - oznaka zapreminskih procenata azota i kiseonika, respektivno, % (vol.).

Bilješka:

1)Mol frakcije savršena mešavina numerički jednak volumnim udjelima:k i = r i . Dokažimo to.

Koristeći definiciju volumnog udjela(10)i Amagov zakon (3) možemo napisati:

, (13)

gdjeV i - smanjena jačina zvukai-ta komponenta, m 3 ; ν i - broj mladežai-ta komponenta, mol; - zapremina jednog molaikomponenta pri pritisku mešavine str cm i temperatura smjese T cm , m 3 /mol.

Iz Avogadrova zakona (vidi paragraf 2.3 ovog dodatka) slijedi da pri istoj temperaturi i pritisku jedan mol bilo kojeg plina (komponente smjese) zauzima isti volumen. Konkretno, kod T cm i str cm to će biti neki iznosV 1 , m 3 .

Prethodno nam omogućava da zapišemo jednakost:

. (14)

Zamena(14)in(13)dobijamo ono što nam treba:

. (15)

2)Zapreminski udjeli komponenata plinske mješavine mogu se izračunati znajući njihove parcijalne pritiske. Hajde da to pokažemo.

Razmislitei-ta komponenta idealne mešavine gasa u dva dela različite države: kada je na svom parcijalnom pritisku p i ; kada zauzme svoju smanjenu zapreminuV i .

Jednačina stanja idealnog gasa vrijedi za bilo koje njegovo stanje, a posebno za dva gore navedena.

U skladu s tim, a uzimajući u obzir definiciju specifične zapremine, možemo napisati:

, (16)

, (17)

gdjeR i je gasna konstantai-ta komponenta smeše, J/(kg K).

Nakon podjele oba dijela(16)i(17)jedni na druge dobijamo traženo:

. (18)

Od(18)vidi se da se parcijalni pritisci komponenti smjese mogu izračunati iz njegove hemijski sastav, pri poznatom ukupnom pritisku smjese p cm :

. (19)