ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Смеси газов при высоких давлениях из "Правило фаз Издание 2" Поэтому для систем, где уравнения (233) и (234) выполняются, вычисление различных термодинамических величин трудностей не представляет. Однако такие системы на практике встречаются очень редко. [c.365] Поэтому для расчета термодинамических величин газовых смесей в широком диапазоне температур и давлений применяются различные методы, во многом подобные тем, которые использовались для аналогичных целей, когда газовая система была однокомпонентной. Так, одним из методов будет использование специальных уравнений состояния, которые получаются комбинированием констант соответствующих уравнений состояния для чистых веществ. Разумеется, новые уравнения состояния будут иметь границы применения никак не шире, чем у исходных уравнений. [c.365] Для описания свойств газовых смесей широко используются различные эмпирические уравнения, которые обладают высокой степенью точности и поэтому применяются довольно часто. [c.365] Каждый метод имеет свои достоинства и недостатки вообще же для очень высоких давлений приходится прибегать к эксперименталньому изучению газовой смеси. [c.366] Особо важно для различных физико-химических расчетов (например расчета равновесия химической реакции) знать парциальные летучести отдельных компонентов в сложной системе, в широком диапазоне давлений и температур, так как в случае реальных систем парциальные давления заменяются парциальными летучестями. [c.366] Здесь у д — мольный объем идеального газа, рассматриваемый при тех же р и Т, что и парциальный мольный объем компонента i. [c.366] Интегрируем данное уравнение в пределах от бесконечно малого давления р до некоторого давления р. [c.366] Однако это уравнение, к сожалению, очень трудно использовать для практических расчетов, так как в него входит Vi—величина, значениями которой в широком диапазоне р и 7 мы не располагаем. Поэтому необходимо ввести дополнительное упрощение. [c.367] Сравнение этого выражения с уравнениями (217) и (218) показывает, что два последних члена в правой части представляют собой произведение ЯТ на логарифм летучести чистого вещества. [c.367] Значит, летучесть компонента смеси равна летучести чистого компонента при давлении, равном общему давлению, умноженной на мольную долю этого компонента в сложной системе. [c.368] Сравнение (237) и (224) показывает, что (237) является обобщенным законом Рауля для газовой смеси. Использование правила летучести сильно облегчает нахождение /г для многокомпонентных систем, но при расчетах с помощью формулы (237) нужно всегда помнить о границах его применимости, которые довольно широко меняются для различных веществ (специфический характер межмолекулярного взаимодействия). [c.368] Обычно полагают, что газы смешиваются друг с другом во всех отношениях, и до самого последнего времени господствовало убеждение, что может существовать только одна газовая фаза. [c.368] Взаимная неограниченная растворимость газов объяснялась их энергетической независимостью, т. е. тем, что действие межмолекулярных сил невелико. Действительно, обычно расстояния между молекулами в газах по сравнению с размерами самих молекул достаточно велики, что дает возможность не учитывать межмолекулярное взаимодействие. Однако при очень высоких давлениях плотность газов может оказаться сравнимой с плотностью конденсированных веществ, и тогда, разумеется, нельзя будет пренебрегать межмолеку-лярными сила.ми. [c.368] например, плотность жидкого и твердого водорода при атмосферном давлении и низких температурах составляет соответственно 0,071 г мл и 0,081 г/мл. Водород же при 65° и 15000 атм имеет плотность 0,1301 г мл. [c.368] Таким образом, молекулы водорода в газообразном состоянии при высоком давлении удалены друг от друга меньше, чем в жидком и твердом водороде. [c.368] Следует отметить, что некоторые исследователи предсказывали, что при высоких давлениях следует ожидать распада газовых смесей на отдельные фазы, но экспериментальное подтверждение такого явления было получено лишь в 1941 году. [c.368] Термодинамический анализ показывает, что критическая фаза, состоящая из г компонентов, обладает /—1 степенями свободы. Отсюда следует, например, что для двухкомпонентной системы определенного состава каждой температуре будет соответствовать свое критическое давление. [c.369] Термодинамически можно доказать, что в критической точке частная производная химического потенциала каждого компонента по количеству его молей должна обращаться в куль, т. е. [c.369] Рассмотрим бинарную газовую смесь. [c.369] Вернуться к основной статье