Характеристики газовых смесей

Технологические расчеты многих производств органи­ческого синтеза требуют применения газовых законов, характеризующих любое состоящие газа и устанавлива­ющих взаимосвязь объема, давления и температуры. Приводимые в расчетах и задачах объёмы газов отне­сены к нормальным условиям (273 К, 0,1013 МПа), если не сообщаются параметры состояния газа. При нор­мальных условиях мольный объем любого газа равен 22,4 м³/кмоль (закон Авогадро).

Для вычислений, связанных с массой, давлением, температурой и объемом газов, широко применяется уравнение Менделеева— Клапейрона для идеального газа:

для 1 моль PV = RT

для N моль PV = NRT = RT

где R — универсальная газовая постоянная, равная 8,314 кДж/(моль∙К).

Для двух разных состояний таза (если его количество остается неизменным) применима пропорция:

Давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений компонентов (р₁, р₂, …, р_n) компонентов — закон Дальтона:

р = р₁+ р₂+ …+ р_n

Объем газовой смеси равен сумме парциальных объ­емов компонентов

V= ν ₁+ ν ₂+ …+ ν _n

Из закона Дальтона вытекает очень важное следствие, к которому довольно часто прибегают в расчетной прак­тике: если известен объемный (или мольный) состав га­зовой смеси, то все ее физические константы (мольная масса, плотность, теплоемкость и т. д.) подчиняются правилу аддитивности, т. е. их можно вычислить по пра­вилу смешения. Так, средняя мольная масса газовой смеси равна (в кг/моль):

М_ср = x₁M₁+ x₂M₂ +… + x_nM_n

Средняя плотность газовой смеси (аналогично определя­ют и плотность индивидуальных газов) равна (в кг/м³):

р_ср = М_ср/22,4

Относительную плотность газа, по воздуху определяют, деля его плотность на плотность воздуха (при обычных условиях плотность воздуха равна 1,293 кг/м³):

Δ=р/1,293