Физика. 10 класс

Давление смеси газов. В повседневной жизни часто приходится иметь дело не с газом, состоящим из одинаковых молекул, а со смесью нескольких разнородных газов, не вступающих в химические реакции при рассматриваемых условиях. Например, воздух в комнате является смесью азота (78,08 %), кислорода (20,95 %), инертных газов и водорода (0,94 %), углекислого газа (0,03 %) и в небольших количествах озона, оксида углерода(II), аммиака, метана, оксида серы(IV), а также некоторых других газов (химический состав воздуха приведён в объёмных долях^*).

Вследствие теплового движения частиц каждого газа, входящего в состав газовой смеси, они равномерно распределяются по всему предоставленному смеси объёму. Столкновения частиц обеспечивают в смеси тепловое равновесие.

Каждый газ вносит свой вклад в суммарное давление, производимое газовой смесью, создавая давление, называемое парциальным.

Смесь идеальных газов принимают за идеальный газ.

Закон Дальтона. Рассмотрим смесь химически не реагирующих разреженных газов, находящихся в сосуде вместимостью V. Докажем, что давление каждого газа, входящего в состав смеси, не зависит от наличия остальных разреженных газов и результирующее давление определяется суммарным давлением всех компонентов газовой смеси.

Общее число частиц газов в сосуде: , где — число частиц каждого газа.

Обозначим через парциальные давления каждого газа. Тогда, учитывая соотношение , получим:

откуда

Формула (5.6) является математическим выражением закона, экспериментально установленного Дальтоном и называемого законом Дальтона: давление смеси химически не реагирующих между собой газов равно сумме парциальных давлений всех газов, образующих смесь.