22.4.4. Задание состава смеси идеальных газов объемными долями.
Во многих практических задачах состав смеси газов задается объемными долями:
,
где: - парциальный объем i-го газа в составе смеси газов, занимающей объем .
Можно показать, что для смеси идеальных газов
мольная и объемная доли i-го газа равны между собой по величине:
.
и
.
22.4.5. Формулы пересчета для различных способов задания состава газовых смесей
Для пересчета массовых долей на мольные и наоборот можно получить формулы:
22.4.6. Кажущаяся молекулярная масса смеси газов
Для упрощения расчетов смесь идеальных газов условно полагают однородным газом с той же суммарной массой и с тем же суммарным числом молекул, равным
,
где 
- число молекул в единице объема смеси
газов;
- число Авогадро (число молекул в одном
киломоле вещества):
, 1 / кмоль
Молекулярная
масса такого однородного
газа обозначается
и называется кажущейся молекулярной
массой смеси.
.
Разделив числитель и знаменатель этого выражения на , окончательно получим ,
Через мольные доли
величина
выражается проще:
22.4.7. Газовая постоянная смеси газов
Удельная газовая постоянная однородного газа, заменяющего смесь, называется газовой постоянной смеси Rсм , Дж / (кг·К):
.
Через мольные доли газовая постоянная смеси вычисляется следующим образом:
или окончательно
,
,
С использованием
можно получить формулу
для вычисления парциального давления
идеального газа
через его массовую долю.
Т. к.
и 
,
то разделив эти выражения друг на друга получим:
Из последнего выражения можно получить удобную формулу, связывающую мольные и массовые доли идеального газа.
Т. к.
,
то 
22.4.8. Плотность смеси газов
В справочниках обычно приводится без объяснений следующая формула для плотности смеси:
В то же время в технической литературе встречаются формулы вида
С вычислением
плотности смеси через плотности
компонентов связано наибольшее число
студенческих ошибок. Дело в том, что
значение
плотности
-го
компонента можно формально
получить из двух формул:
и 
Т. к.
,
то значения
и
заметно отличаются друг от друга.
Проясним вопрос с вычислением плотности смеси.
По определению
и
,
тогда
.
Но 
и 
Т. о. в последней
формуле плотность i-го
газа
вычисляется как плотность этого газа,
находящегося в количестве
килограммов в
парциальном объеме
при давлении
смеси
и температуре смеси
.
Такое толкование плотности компонентов смеси используется, в частности, при расчете объемов продуктов сгорания топлива.
Если плотность i-го газа в смеси вычислять через его парциальное давление
,
то 
Т. о. в этой формуле
плотность i-го
газа
- это плотность газа массой
,
находящегося в объеме
(объем
смеси) при
его парциальном давлении
и температуре
(температуре смеси).
Такое толкование плотности компонентов смеси, в частности, используется при определении абсолютной и относительной влажности воздуха.