Ideaalse gaasi näiteprobleem: osaline rõhk

Mis tahes segus gaasidest, mõjub iga komponent gaasile osaline rõhk mis aitab kaasa koguarvule surve. Tavaliselt temperatuurid ja rõhu korral saate iga gaasi osarõhu arvutamiseks kasutada ideaalse gaasi seadust.

Alustame osalise rõhu mõiste ülevaatamist. Gaasisegus on iga gaasi osarõhk rõhk, mida gaas avaldaks, kui see oleks ainus, mis selle ruumala hõivab. Kui liita segu segu iga gaasi osarõhk, on väärtuseks gaasi kogurõhk. Osarõhu leidmiseks kasutatav seadus eeldab, et süsteemi temperatuur on konstantne ja gaas käitub ideaalse gaasina ideaalse gaasi seadus:

PV = nRT

kus P on rõhk, V on maht, n on arv muttidest, R on gaasikonstantja T on temperatuur.

Seejärel on kogurõhk komponentide gaaside kõigi osarõhkude summa. Sest n gaasi komponendid:

Lk_kokku = P₁ + P₂ + P₃ +... Lk_n

Selliselt kirjutades nimetatakse seda ideaalse gaasi seaduse varianti Daltoni osalise surve seadus. Mõistete ümber liikudes võib seaduse ümber kirjutada, et seostada gaasi ja üldrõhk osalise rõhuga:

Lk_x = P_kokku (n / n_kokku)

Osalise rõhu küsimus

Balloon sisaldab 0,1 mooli hapnikku ja 0,4 mooli lämmastikku. Kui õhupall on standardtemperatuuril ja rõhul, milline on lämmastiku osarõhk?

Lahendus

Osalise rõhu leiab Daltoni seadus:

Lk_x = P_Kokku (n_x / n_Kokku )

kus
Lk_x = gaasi osarõhk x
Lk_Kokku = kõigi gaaside kogurõhk
n_x = gaasi moolide arv x
n_Kokku = kõigi gaaside moolide arv

Samm 1

Leida P_Kokku

Kuigi probleem ei rõhuta selgesõnaliselt, annab see teile siiski teada, et õhupall on kohal standard temperatuur ja rõhk. Standardrõhk on 1 atm.

2. samm

Lisage n-ga liitkomponentide gaaside moolide arv_Kokku

n_Kokku = n_hapnik + n_lämmastik
n_Kokku = 0,1 mol + 0,4 mol
n_Kokku = 0,5 mol

3. samm

Nüüd on teil kogu teave, mis on vajalik väärtuste võrrandisse ühendamiseks ja P jaoks lahendamiseks_lämmastik

Lk_lämmastik = P_Kokku (n_lämmastik / n_Kokku )
Lk_lämmastik = 1 atm (0,4 mol / 0,5 mol)
Lk_lämmastik = 0,8 atm

Vastus

Lämmastiku osarõhk on 0,8 atm.

• Teatage oma üksustest kindlasti õigesti! Tavaliselt käsitletakse ideaalse gaasiseaduse mis tahes vormi kasutamisel massi moolides, temperatuuri Kelvinites, mahtu liitrites ja rõhku atmosfäärides. Kui teil on temperatuur Celsiuse või Fahrenheiti järgi, konverteerige need enne jätkamist Kelviniteks.
• Pidage meeles, et pärisgaasid ei ole ideaalsed gaasid, nii et kuigi arvutamisel on tavalistes tingimustes väga vähe viga, ei ole see täpselt tõeline väärtus. Enamikus olukordades on viga ebaoluline. Viga suureneb, kui gaasi rõhk ja temperatuur tõusevad, kuna osakesed interakteeruvad üksteisega sagedamini.