§ 3. ТЕМА: ГАЗ ҚОСПАЛАРЫ Әдетте, іс-тәжірибеде, жұмыстық дене ретінде біртекті газ емес, газ қоспалары: ауа, табиғи газ, түрлі отын, жанармайлардың жану өнімі(түтіні) т.б. пайдаланылады. Газ қоспалары- құрамында химиялық реакция жүрмейтін газдардың механикалық қосындысы.
Техниалық термодинамикада газ қоспалары идеал газдар қоспасы тәрізді Дальтон заңына, Клапейрон-Менделеев теңдеуі мен идеал газдардың заңдарына бағынады.
Дальтон заңына сәйкес:
қос , (8)
мұндағы қос - қоспаның қысымы;
-парциалды қысымдар.
Парциалды қысым дегеніміз қоспаның құрамындағы әрбір газдың, егер де ол қоспаға кірмей, көлемі мен температурасы қоспадағыдай болған жағдайдағы қысымы.
Газ қоспаларын есептеу кезінде қоспаның ерекшеліктерін сипаттайтын газ қоспасының тұрақтысын- қос, тығыздығын- қос, молекулалық массасын (емескі молекулалық масса)- қос және т.б. білу қажет.
Қоспаның құрамы массалық, көлемдік бөлікпен немесе массалық, көлемдік үлеспен берілуі мүмкін. Кейде газ қоспалары молекулалық санмен де беріледі.
Қоспаның массалық үлесі деп, газ қоспасының құрамына кіретін әр бір газ массасының, газ қоспасы массасына қатынасын айтады.
Егер , , ,…, -әріптерімен қоспадағы әр газдың массалық үлесін белгілесек, онда әр қайсы газдың массалық үлесі:
; ; ; ...; (9)
мұндағы -қоспаның массасы;
Массалық үлестердің қосындысы бірге тең
,
газ қоспалары үшін газ күйінің теңдеуі:
(10)
Қоспаның көлемдік үлесі деп, қоспадағы әр бір газ көлемінің газ қоспасының көлеміне қатынасын айтады.
Жоғарыдағыдай әріптерімен қоспадағы жеке газдың көлемдік үлесін белгілеп, ал - мен олардың көлемін белгілесек, онда әр газдың көлемдік үлесі:
; ;...; ; (11)
мұндағы - қоспаның көлемі
Көлемдік үлестердің қосындысы да бірге тең болады:
Массалық және көлемдік үлестердің арасында мынадай қатынас бар:
немесе (12)
Авогадро заңы бойынша, газдардың тығыздығы олардың молекулалық массасына пропорционал болғандықтан теңдеуін былай жазуға болады:
; (13)
Қоспаның газ тұрақтысы ( қос) мен емескі молекулалық массасын ( қос) келесі түрде анықтауға болады:
(14)
(15)
Идеал газдар Күй теңдеулері :
= R T – 1 кг газ үшін;
V = М R T – газдың массасы М-ға тең еркін мөлшері үшін;
V = R T – 1 кмоль газ үшін.
Мұнда: R-газ тұрақтысы, Дж/ (кг К), V - 1 кмоль газдың көлемі, м3/кмоль, R- универсаль газ тұрақтысы, Дж/(кмоль К).
Қалыпты жағдайда: Р = 101325 Па; t = 00C; V = 22,4136 м3/кмоль.
R = ( V/Т) = (101325 22,4136)/273,15 = 8314 Дж/(кгК), R = 8314/, Дж/(кгК).
Мұнда: - газдың молекулалық массасы.
