21. Третий закон термодинамики.
Третьим законом термодинамики называют следствие тепловой теоремы Нернста (рассматривается в химической термодинамике). По этой теореме при T0, величина S0, поэтому получить абсолютный нуль температур невозможно, так как в пределе при S = 0 все формы движения должны прекратится.
22. Газовые смеси
Газовые смеси встречаются в технике чаще, нежели чистые газы. Так к газовым смесям относится атмосферный воздух, состоящий из азота, кислорода, углекислого газа, водяного пара и других газов. Природный газ также является смесью предельных и непредельных углеводородов, оксида углерода, водорода, сероводорода, азота, кислорода, углекислого газа и других газов. К газовым смесям относятся также продукты сгорания топлива в котлоагрегатах (дымовые газы), состоящие из углекислого газа, паров воды, азота, кислорода и других газов. Вычисление термодинамических параметров состояния и теплофизических характеристик газовых смесей является обязательным элементом при решении большого числа инженерных и научных задач.
22.1 Основные признаки газовых смесей.
Основные признаки смеси газов (идеальных и реальных):
гомогенность, т. е. внутри системы нет макроскопических частей (подсистем), отделенных друг от друга поверхностями раздела;
физическая однородность, т.е. состав и физические свойства системы одинаковы для всех ее макроскопических частей, равных по объему;
все компоненты смеси находятся в одной фазе (агрегатном состоянии);
термодинамические параметры смеси связаны между собой уравнением состояния, общий вид которого:
здесь:
- температура, удельный объем и
температура смеси.компоненты смеси не вступают между собой в химические реакции, т. е. представляют механическую смесь;
каждый газ смеси распределяется равномерно по всему объему смеси
,
сохраняя
свои свойства;все газы смеси имеют в состоянии равновесия одинаковую температуру, равную температуре смеси
;каждый газ смеси подчиняется уравнению состояния, аналогичному уравнению состояния смеси. При этом все газы, входящие в смесь, в зависимости от плотности смеси считаются либо реальными, либо идеальными.
Таким образом смесь газов - это гомогенная термодинамическая система, представляющая собой совокупность нескольких разнородных газов, которые при рассматриваемых условиях не вступают друг с другом в химические реакции.
22.2.
Основные понятия и определения газовых
смесей.
Компоненты
смеси - это газы, образующие смесь.
Молем
(грамм-молекулой)
называется количество химически
однородного вещества
в граммах, численно
равное его молекулярной массе
.
Киломолем
(килограмм-молекулой)
называется количество химически
однородного вещества в
килограммах, численно равное его
молекулярной массе
.
22.3.
Способы задания состава смеси реальных
газов
Состав
- компонентной смеси реальных газов
задается либо массовыми, либо мольными
долями i
-тых газов,
входящих в смесь
(i
= 1,2, …. ,
)
Массовая
доля
(массовая концентрация, массовая долевая
концентрация) – это отношение
массы i-го
компонента смеси
к массе всей смеси
:
,
где:
Мольная
(молярная) доля
(мольная
(молярная) концентрация, мольная
(молярная) долевая концентрация) – это
отношение числа киломолей (молей) i-
го компонента к суммарному числу
киломолей (молей) всех газов в смеси
:
,
где: 
; 
; 
;
- молекулярная масса
i-го
газа.
22.4. Смеси идеальных газов 22.4.1. Характеристические функции и функции состояния газовых смесей