Тиск в газовій суміші
Відповідаючи на питання про те, як знайти тиск газу і формули, ми нічого не говорили про те, є чи газ чистим, або мова йде про газовій суміші. У разі формули для P, яка випливає з рівняння Клапейрона, немає ніякого зв’язку з хімічним складом газу, у разі ж вирази для P МКТ ця зв’язок присутній (параметр m). Тому при використанні останньої формули для суміші газів стає незрозумілим, яку масу частинок вибирати.
Коли необхідно розрахувати тиск суміші ідеальних газів, слід чинити одним з двох способів:
- Розраховувати середню масу частинок m або, що краще, середнє значення молярної маси M, виходячи з атомних відсотків кожного газу в суміші;
- Скористатися законом Дальтона. Він говорить, що тиск в системі дорівнює сумі парціальних тисків всіх її компонентів.
Приклад завдання
Відомо, що середня швидкість молекул кисню становить 500 м/с. Необхідно визначити тиск у посудині об’ємом 10 літрів, в якому знаходиться 2 моль молекул.
Відповідь на задачу можна отримати, якщо скористатися формулою для P МКТ:
P = N*m*v2/(3*V)
Тут містяться два незручних для виконання розрахунків параметра – це m і N. Перетворимо формулу таким чином:
m = M/NA;
n = N/NA;
m*N = M*n;
P = M*n*v2/(3*V)
Об’єм посудини в кубічних метрах дорівнює 0,01 м3. Молярна маса молекули кисню M дорівнює 0,032 кг/моль. Підставляючи в формулу значення, а також величини швидкості v і кількості речовини n з умови задачі, приходимо до відповіді: P = 533333 Па, що відповідає тиску в 5,3 атмосфери.
