Закон Амагаца - Amagats law - Wikipedia

Закон Амагата или Закон частичных объемов описывает поведение и свойства смесей идеальный (а также некоторые случаи неидеальных) газов. Использования в химия и термодинамика.

Обзор

Закон Амагата гласит, что обширный том V = Nv газовой смеси равна сумме объемов V_я из K составляющие газы, если температура Т и давление п оставаться прежним:^[1][2]

${\displaystyle N\,v(T,p)=\sum _{i=1}^{K}N_{i}\,v_{i}(T,p).}$

Это экспериментальное выражение объем как большое количество. Он назван в честь Эмиль Амагат.

Согласно закону парциального объема Амагата, общий объем нереагирующей смеси газов при постоянной температуре и давлении должен быть равен сумме отдельных парциальных объемов составляющих газов. Так что если ${\displaystyle V_{1},V_{2},\dots ,V_{n}}$ считаются парциальные объемы компонентов в газовой смеси, тогда общий объем ${\displaystyle V}$ будет представлен как:

${\displaystyle V=V_{1}+V_{2}+V_{3}+\dots +V_{n}=\sum _{i}V_{i}}$

И Амагат, и Законы Дальтона прогнозировать свойства газовых смесей. Их прогнозы одинаковы для идеальные газы. Однако для реальных (неидеальных) газов результаты различаются.^[3] Закон Дальтона парциальных давлений предполагает, что газы в смеси невзаимодействующий (друг с другом), и каждый газ независимо применяет свой давление, сумма которых составляет полное давление. Закон Амагата предполагает, что тома составляющих газов (опять же при той же температуре и давлении) являются аддитивными; взаимодействия различных газов такие же, как и средние взаимодействия компонентов.

Взаимодействия можно интерпретировать с точки зрения секунды вириальный коэффициент, B (T), для смеси. Для двух компонентов второй вириальный коэффициент смеси может быть выражен как:

${\displaystyle B(T)=X_{1}B_{1}+X_{2}B_{2}+X_{1}X_{2}B_{1,2}\ }$

где нижние индексы относятся к компонентам 1 и 2, Xs - мольные доли, а Bs - вторые вириальные коэффициенты. Поперечный член, B_1,2, смеси определяется по формуле:

${\displaystyle B_{1,2}=0\ }$ (Закон Дальтона )

и

${\displaystyle B_{1,2}={\frac {B_{1}+B_{2}}{2}}\ }$ (Закон Амагата).

Когда тома каждого компонента газа (одинаковая температура и давление) очень похожи, тогда закон Амагата становится математически эквивалентным Закон Вегарда для твердых смесей.

Идеальная газовая смесь

Когда закон Амагата действует и газ смесь сделана из идеальные газы:

${\displaystyle {\frac {V_{i}}{V}}={\frac {\frac {n_{i}RT}{p}}{\frac {nRT}{p}}}={\frac {n_{i}}{n}}=x_{i}}$

куда:

• ${\displaystyle p}$ это давление газовой смеси,
• ${\displaystyle V_{i}={\frac {n_{i}RT}{p}}}$ это объем i-го компонента газовой смеси,
• ${\displaystyle V=\sum V_{i}}$ это общая объем газовой смеси,
• ${\displaystyle n_{i}}$ это количество вещества i-го компонента газовой смеси (в моль ),
• ${\displaystyle n=\sum n_{i}}$ это общая количество вещества газовой смеси (в моль ),
• ${\displaystyle R}$ идеальный или универсальный, газовая постоянная, равный произведению Постоянная Больцмана и Константа Авогадро,
• ${\displaystyle T}$ это абсолютная температура газовой смеси (в K ),
• ${\displaystyle x_{i}={\frac {n_{i}}{n}}}$ это мольная доля i-го компонента газовой смеси.

Отсюда следует, что мольная доля и объемная доля одинаковые. Это верно и для других уравнение состояния.

Рекомендации

1. Закон аддитивных объемов Амагата
2. Бежан, А. (2006). Передовая инженерная термодинамика (3-е изд.). Джон Вили и сыновья. ISBN  0471677639.
3. Ноггл, Дж. Х. (1996). Физическая химия (3-е изд.). Нью-Йорк: Харпер Коллинз. ISBN  0673523411.