Idealių dujų pavyzdys: dalinis slėgis

Daltono dėsnis gali būti naudojamas norint nustatyti dalinį dujų slėgį balione. Paul Taylor / Getty Images

Bet kokiame mišinyje dujų , kiekvieną komponentą veikia dujos dalinis slėgis kad prisideda prie bendros spaudimas . Įprastu temperatūros ir slėgį, galite taikyti idealiųjų dujų dėsnį, kad apskaičiuotumėte kiekvienos dujų dalinį slėgį.

Kas yra dalinis slėgis?

Pradėkime nuo dalinio slėgio sąvokos peržiūros. Dujų mišinyje kiekvienos dujų dalinis slėgis yra slėgis, kurį dujos padarytų, jei jos būtų vienintelės, kurios užimtų tą erdvės tūrį. Jei sudėsite kiekvienos mišinio dujų dalinį slėgį, vertė bus bendras dujų slėgis. Dalinio slėgio nustatymo dėsnis reiškia, kad sistemos temperatūra yra pastovi, o dujos elgiasi kaip idealios dujos. Idealiųjų dujų įstatymas :

PV = nRT

kur P yra slėgis, V yra tūris, n yra skaičius kurmių , R yra dujų konstanta , o T yra temperatūra.

Tada bendras slėgis yra visų sudedamųjų dujų dalinių slėgių suma. Dėl n dujų sudedamosios dalys:

P_viso= P₁+ P_du+ P₃+... P_n

Taip parašius, šis Idealiųjų dujų įstatymo variantas vadinamas Daltono dalinio slėgio dėsnis . Kalbant apie terminus, įstatymą galima perrašyti taip, kad dujų moliai ir bendras slėgis būtų susieti su daliniu slėgiu:

P_x= P_viso(n/n_viso)

Dalinio slėgio klausimas

Balione yra 0,1 molio deguonies ir 0,4 molio azoto. Jei balionas yra esant standartinei temperatūrai ir slėgiui, koks yra dalinis azoto slėgis?

Sprendimas

Dalinis slėgis nustatomas pagal Daltono dėsnis :

P_x= P_{Iš viso}(n_x/ n_{Iš viso})

kur
P_x= dalinis dujų slėgis x
P_{Iš viso}= bendras visų dujų slėgis
n_x= dujų molių skaičius x
n_{Iš viso}= visų dujų molių skaičius

1 žingsnis

Raskite P_{Iš viso}

Nors problema aiškiai nenurodo slėgio, ji rodo, kad balionas yra standartinė temperatūra ir slėgis . Standartinis slėgis yra 1 atm.

2 žingsnis

Sudėkite sudedamųjų dujų molių skaičių, kad rastumėte n_{Iš viso}

n_{Iš viso}= n_deguonies+ n_azoto
n_{Iš viso}= 0,1 mol + 0,4 mol
n_{Iš viso}= 0,5 mol

3 veiksmas

Dabar turite visą informaciją, reikalingą reikšmėms prijungti prie lygties ir išspręsti P_azoto

P_azoto= P_{Iš viso}(n_azoto/ n_{Iš viso})
P_azoto= 1 atm ( 0,4 mol / 0,5 mol )
P_azoto= 0,8 atm

Atsakymas

Dalinis azoto slėgis yra 0,8 atm.

Naudingas patarimas, kaip atlikti dalinio slėgio skaičiavimą

• Būtinai teisingai praneškite apie savo padalinius! Paprastai taikant bet kokią idealiųjų dujų dėsnio formą, jūs susiduriate su mase moliais, temperatūra kelvinais, tūriu litrais ir slėgiu atmosferomis. Jei temperatūra yra Celsijaus arba Farenheito laipsniais, prieš tęsdami konvertuokite jas į Kelviną.
• Atminkite, kad tikrosios dujos nėra idealios dujos, taigi, nors įprastomis sąlygomis skaičiavimo paklaida bus labai maža, tai nebus tiksliai tikroji vertė. Daugeliu atvejų klaida yra nereikšminga. Klaida didėja didėjant dujų slėgiui ir temperatūrai, nes dalelės dažniau sąveikauja viena su kita.