6.3 Газдар қоспалары

Жылу техникасында біртекті газбен емес, бірнеше газдардың қоспасымен (мысалы, ауа, табиғи газ, оттынның жанатын өнімдері және басқалар) жиі әрекет жасауға тура келеді.

Идеал газдардың арасында әр түрлі газдардың оларда химиялық реакциялар жоқ болған жағдайда, басқаша айтқанда өз араларында химиялық өзара әрекеттеспейтін механикалық қоспасы түсіндіріледі.

Қоспаның құрамына кіретін әрбір құрам өзін басқа газдардан тәуелсіз санайды, ыдыстың V толық көлемін алады, қоспамен бірдей Т температурасы бар және ыдыстың қабырғаларына Рі парциалдық деп аталатын, өзінің қысымын көрсетеді. Идеал газдардың қоспасы сондай-ақ идеал газ болып табылады және идеал газдарға жататын, барлық заңдар мен теңдеулерге бағынады. Басқаша айтқанда газдар қоспасы үшін мына күй теңдеуі дұрыс болады:

Р_қос.V=М_қос. ·R_қос ·T (6.15)

Газдар қоспасының қысымы Дальтон занының негізінде анықталады, осыған сәйкес қоспаның толық қысымы парциалдық қысымдардың сомасымен тең, онда әрбір және құрам ыдыстың қабырғаларын көрсетеді.

Р_қос. =P₁ +P₂ +…P_п (6.16)

Р_қос. газ тұрақтысының шамаларын анықтау үшін, құрамдардың жалпы немесе көлемдік үлестермен берілуі мүмкін, газ қоспасының құрамын білу қажет.

Құрамдардың жалпы үлесі деп әрбір құрам салмағының барлық қоспа салмағына қатынасын айтады:

gi =Мі/М_қос. (6.17)

Құрамның көлемдік үлесі деп осы құрамның парциалдық көлемінің барлық қоспа көлеміне қатынасын айтады:

Ч_і =V/V_қос. (6.18)

Парциалды көлем деп қоспаның қысымы мен температурасы кезіндегі құрамының көлемі айтылады. Ыдыстағы әрбір газ құрамы меншікті парциалды қысымның астында болатындықтан, онда парциалдық көлем Бойль - Мариотт заңы бойынша болады:

P_i ·V_қос. = V_i ·P_қос. бұдан V_i =P_i V_қос. /Р_қос. (6.19)

Құрамдардың көлемдік үлестері, жалпы үлестер сияқты бірліктер үлестерімен немесе пайыздармен өрнектеледі және сондықтан:

∑чі=І және Σ gi =І (6.20)

Газ қоспасын жаппай тапсыру кезінде газ тұрақтысының шамасы келесі түрде анықталады.

Қоспаның әрбір құрамы үшін күй теңдеуін жазамыз және оң және сол бөліктерін мүшелеп қосамыз:

P₁V+P₂ V+……+P_п V=(М₁R₁ +М₂ R₂ +…+М_п R_п ) T (6.21)

Дальтон заңы бойынша құрамдардың парциалдық қысымдарының сомасы қоспаның толық қысымына тең болатындықтан (әрбір құрам ыдыстың толық көлемін алады), сонда

Р_қос.·V=(М₁R₁+М₂R₂……+М_пR_п)Т (6.22)

Бұл теңдеуді қоспа күйінің теңдеуімен салыстырудан мынаны аламыз:

М_қос.·R_см =М₁R₁ +М₂ R₂ +……+М_п R_п (6.23)

бұдан:

R_қос. =g₁R₁ +g₂ R₂ +……+g_п R_п=Σgi R_i (6.24)

Формуладан газдар қоспасының газ тұрақтысының қоспаның газ тұрақтыларының олардың жаппай сындыларының сомасына тең екені көрініп тұр.

Көлемдік құраммен берілген қоспаның газ тұрақтысын универсал газ тұрақтысы арқылы табуға болады:

R_қос. = (6.25)

Газ қоспасының қос. көрінетін молекулалық салмағының шамасын мына формула бойынша табады, ол жеке құрамдардың нағыз молекулалық салмақтарын білдіреді:

Μ_қос. = (6.26)