Парциальное давление
Парциальное давление — это давление, которое создавал бы отдельный газ, входящий в смесь, если бы он один занимал весь объём смеси при той же температуре. Общее давление смеси равно сумме парциальных давлений её компонентов.
Формулы
Для компонента с количеством вещества \(\nu_i\) парциальное давление находят из уравнения состояния идеального газа:
Здесь \(R\) — универсальная газовая постоянная, \(V\) — общий объём смеси, а \(T\) — её абсолютная температура. По закону Дальтона общее давление равно сумме давлений всех компонентов:
Если известна молярная доля компонента \(x_i=\frac{\nu_i}{\nu}\), то \(p_i=x_i p\). Поэтому парциальное давление всегда не больше общего давления: \(p_i\le p\).
В сосуде смесь содержит кислород и азот. Если парциальное давление кислорода равно \(20\ \text{кПа}\), а азота — \(80\ \text{кПа}\), то общее давление смеси: \(p=20+80=100\ \text{кПа}\). Кислород создаёт пятую часть общего давления.
Парциальное давление — не давление газа в части сосуда. Все компоненты смеси находятся во всём доступном объёме и имеют общую температуру. Также парциальное давление не следует путать с плотностью газа: давление зависит от концентрации частиц и температуры, а плотность — от массы вещества в единице объёма.
В сосуде два идеальных газа. Давление первого равно \(30\ \text{кПа}\), второго — \(50\ \text{кПа}\). Чему равно общее давление?
Главное
- Парциальное давление — давление отдельного компонента смеси при сохранении общего объёма и температуры.
- Для идеального газа \(p_i=\frac{\nu_iRT}{V}\), а общее давление смеси равно сумме парциальных давлений.
- Парциальное давление компонента не превышает общего давления и связано с ним молярной долей: \(p_i=x_i p\).