Idealių dujų pavyzdžio problema: dalinis slėgis

Bet kokiame mišinyje dujų, kiekvienas komponentas išskiria dujas dalinis slėgis kad prisideda prie viso slėgis. Paprastai temperatūros ir slėgį, galite pritaikyti idealių dujų įstatymą, kad apskaičiuotumėte dalinį kiekvienų dujų slėgį.

Pradėkime nuo dalinio slėgio sąvokos peržiūros. Dujų mišinyje dalinis kiekvienų dujų slėgis yra slėgis, kurį veiktų dujos, jei jos būtų vienintelės, užimančios tą erdvės tūrį. Jei sudėsite mišinyje esantį kiekvienų dujų dalinį slėgį, vertė bus bendras dujų slėgis. Daliniam slėgiui nustatyti naudojamas dėsnis, kai sistemos temperatūra yra pastovi, o dujos laikosi idealių dujų idealus dujų įstatymas:

PV = nRT

kur P yra slėgis, V yra tūris, n yra skaičius apgamų, R yra dujų konstanta, o T yra temperatūra.

Tada bendras slėgis yra visų komponentų dujų dalinių slėgių suma. Dėl n dujų komponentai:

P_viso = P₁ + P₂ + P₃ +... P_n

Rašant taip, vadinasi šis Idealiųjų dujų įstatymo variantas Daltono dalinio slėgio dėsnis. Aplink terminus, įstatymas gali būti perrašytas, kad būtų galima susieti dujų molius ir bendrą slėgį su daliniu slėgiu:

P_x = P_viso (n / n_viso)

Dalinio slėgio klausimas

Balione yra 0,1 molio deguonies ir 0,4 molio azoto. Jei balionas yra esant standartinei temperatūrai ir slėgiui, koks yra azoto dalinis slėgis?

Sprendimas

Dalinį slėgį nustato Daltono dėsnis:

P_x = P_{Iš viso} (n_x / n_{Iš viso} )

kur
P_x = dalinis dujų slėgis x
P_{Iš viso} = bendras visų dujų slėgis
n_x = dujų molių skaičius x
n_{Iš viso} = visų dujų molių skaičius

1 žingsnis

Raskite P_{Iš viso}

Nors problema aiškiai nenurodo spaudimo, ji vis tiek nurodo, kad oro balionas yra standartinė temperatūra ir slėgis. Standartinis slėgis yra 1 atm.

2 žingsnis

Sudėkite komponentų dujų molių skaičių, kad rastumėte n_{Iš viso}

n_{Iš viso} = n_deguonies + n_azoto
n_{Iš viso} = 0,1 mol + 0,4 mol
n_{Iš viso} = 0,5 mol

3 žingsnis

Dabar jūs turite visą informaciją, reikalingą, kad vertės būtų įtrauktos į lygtį ir išspręstos P_azoto

P_azoto = P_{Iš viso} (n_azoto / n_{Iš viso} )
P_azoto = 1 atm (0,4 mol / 0,5 mol)
P_azoto = 0,8 atm

Atsakymas

Dalinis azoto slėgis yra 0,8 atm.

• Nepamirškite teisingai pranešti apie savo vienetus! Paprastai, kai naudojate bet kokio idealaus dujų įstatymo formą, turėsite atsižvelgti į masę moliais, temperatūrą Kelvine, tūrį litrais ir slėgį atmosferoje. Jei jūsų temperatūra yra Celsijaus arba Farenheito, prieš tęsdami, konvertuokite juos į Kelviną.
• Atminkite, kad tikrosios dujos nėra idealios dujos, todėl, nors įprastomis sąlygomis apskaičiuojant bus padaryta labai maža paklaida, ji nebus tiksliai tikroji vertė. Daugelyje situacijų klaida yra nereikšminga. Klaida didėja didėjant dujų slėgiui ir temperatūrai, nes dalelės dažniau sąveikauja viena su kita.