ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Смеси газов и паров из "Техническая термодинамика Издание 2 " Отсутствие взаимодействия между молекулами идеальных газов или исчезающе малая величина его обусловливают независимость свойств отдельных газов, составляющих смесь, друг от друга и приводят к строгой аддитивности термодинамических величин (таких, как давление, внутренняя энергия, энтропия и т. д.) по отношению к составляющим смесь газам. [c.123] Каждый из идеальных газов ведет себя в смеси так, как будто других газов не имеется. Поэтому давление каждого из входящих в состав смеси газов будет равно тому давлению, которое имел бы этот газ, находясь в том же количестве, в том же объеме и при той же температуре, что и в смеси это давление называется парциальным давлением данного газа. [c.123] парциальный объем какого-либо входящего в состав смеси газа равен общему объему, умноженному на молярную концентрацию данного газа. [c.124] парциальное давление входящего в состав смеси газа равно в случае идеальных газов общему давлению смеси, умноженному на молярную концентрацию данного газа. [c.124] Из уравнений (7-7) и (7-9) следует, что общий объем V смеси идеальных газов равен сумме парциальных объемов всех составляющих смесь газов, т. е. [c.124] Из уравнений (7-14) и (7-15) следует, что внутренняя энергия 7 и энтальпия I смеси идеальных газов равны сумме произведений соответственно внутренней энергии 7 J и энтальпии J каждого из входящих в состав смеси газов (взятого в количестве молей, равном общему числу молей смеси М, и имеющего ту же температуру t и тот же объем V, а следовательно, и то же давление р, что и вся смесь) на молярную концентрацию его г,-. [c.124] Следует отметить, что выражение (7-23) для энтропии смешения справедливо только в случае смешения двух различных по своей природе газов. Если бы оба газа были одинаковы, то общая энтропия после соединения сосудов, т. е. после смешения газов, имела бы то же самое значение, что и до соединения, и изменение энтропии было бы равно нулю. [c.126] Изменение энтропии при смешении различных газов связано с различием молекул смешивающихся газов и обу-слов.лено тем, что для отделения молекул одного газа от молекул другого после смешения их необходимо затратить некоторую работу. Наоборот, в случае одинаковых молекул отделение некоторого количества их не требует затраты работы и поэтому изменение энтропии при смешении двух одинаковых газов, имеющих равные давления и температуру, равно нулю. [c.126] Уравнение (7-23) выражает собой так называемый парадокс Гиббса, согласно которому при смешении двух различных идеальных газов, имеющих равные давления и температуры, энтропия их независимо от степени различия между газами возрастает на одну и ту же величину равную—АМ -кх / (2] 1п 2) 1п 2 2) при смешении тождественных газов изменение энтропии равняется нулю. Другими словами, возрастание энтропии 5 при переходе от газов со сколь угодно малой степенью различия к тождественным газам скачком изменяется от постоянного значения до нуля. [c.126] Уравнения (7-8), (7-14)—(7-19), (7-22) (7-24) и (7-25) представляют собой основные термодинамические соотношения, которыми пользуются при расчете смесей идеальных газов. [c.126] Смесь из нескольких газообразных (а также жидких ) тел может быть получена одним из следующих способов а) смешением в объеме б) смешением в потоке в) смешением путем заполнения объема потоком. [c.126] Для простоты рассуждений предположим, что смешиваются лишь два вещества (компонента) все более сложные случаи могут быть сведены к этому путем последовательного добавления нового компонента к уже имеющейся смеси. [c.126] Ограничимся далее рассмотрением случая адиабатического смешения. [c.126] Уравнения (7-26) вместе с условием постоянства объема при смешении достаточно для определения всех параметров смеси. Однако только в случае смешения идеальных газов параметры смеси вычисляются достаточно просто. [c.127] Зная температуру t и объем смеси V (равный -Ц V2), можно вычислить все прочие параметры при помощи формул для смеси идеальных газов. [c.127] Энтропия при адиабатическом смешении в объеме всегда возрастает, т.е. + -252. [c.127] Увеличение энтропии происходит как за счет собственно смешения (т. е. диффузии), так и вследствие выравнивания неравных вначале р и обоих компонентов. В результате смешения имеет место потеря полезной работы равная Тд (s — jS, — S2), где Tq — температура окружающей среды. [c.127] Уравнение теплового баланса(7-30) полностью определяет состояние смеси, если только давление р после смешения задано. Очевидно, что уравнение (7-30) пригодно как для идеальных, так и для реальных газов и для жидкостей. [c.128] Все прочие параметры смеси могут быть определены по формулам для смеси идеальных газов. [c.128] Вернуться к основной статье