Amagatsův zákon - Amagats law - Wikipedia

Amagatův zákon nebo Zákon částečných objemů popisuje chování a vlastnosti směsí ideál (stejně jako některé případy neideálních) plynů. Použití v chemie a termodynamika.

Přehled

Amagatův zákon stanoví, že rozsáhlý objem V = Nv směsi plynů se rovná součtu objemů PROTI_i z K. složkové plyny, pokud je teplota T a tlak p zůstat stejný:^[1][2]

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

Toto je experimentální vyjádření objem jako velké množství. Je pojmenován po Emile Amagat.

Podle Amagatova zákona parciálního objemu by se celkový objem nereagující směsi plynů při konstantní teplotě a tlaku měl rovnat součtu jednotlivých parciálních objemů plynných složek. Takže když ${ displaystyle V_ {1}, V_ {2}, tečky, V_ {n}}$ jsou považovány za dílčí objemy složek v plynné směsi, pak za celkový objem ${ displaystyle V}$ bude reprezentován jako:

${ displaystyle V = V_ {1} + V_ {2} + V_ {3} + tečky + V_ {n} = součet _ {i} V_ {i}}$

Amagatova i Daltonovy zákony předpovídat vlastnosti plynných směsí. Jejich předpovědi jsou stejné pro ideální plyny. U skutečných (neideálních) plynů se však výsledky liší.^[3] Daltonův zákon parciálních tlaků předpokládá, že plyny ve směsi nejsouinterakce (navzájem) a každý plyn samostatně aplikuje svůj vlastní tlak, jehož součet je celkový tlak. Amagatův zákon předpokládá, že objemy komponentních plynů (opět při stejné teplotě a tlaku) jsou aditivní; interakce různých plynů jsou stejné jako průměrné interakce složek.

Interakce lze interpretovat jako vteřinu viriální koeficient, B (T), pro směs. U dvou složek lze druhý viriální koeficient pro směs vyjádřit jako:

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

kde dolní indexy odkazují na složky 1 a 2, X jsou molární zlomky a B jsou druhé viriální koeficienty. Průřez, B_1,2, směsi je dán vztahem:

${ displaystyle B_ {1,2} = 0 }$ (Daltonův zákon )

a

${ displaystyle B_ {1,2} = { frac {B_ {1} + B_ {2}} {2}} }$ (Amagatův zákon).

Když objemy každého komponentního plynu (stejné teploty a tlaku) jsou si velmi podobné, pak se Amagatův zákon stává matematicky ekvivalentním Vegardův zákon pro pevné směsi.

Ideální směs plynů

Když platí zákon Amagat a plyn směs je vyrobena z ideální plyny:

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

kde:

• ${ displaystyle p}$ je tlak směsi plynů,
• ${ displaystyle V_ {i} = { frac {n_ {i} RT} {p}}}$ je objem i-složky plynné směsi,
• ${ displaystyle V = součet V_ {i}}$ je celkem objem směsi plynů,
• ${ displaystyle n_ {i}}$ je množství látky i-složky plynné směsi (v mol ),
• ${ displaystyle n = součet n_ {i}}$ je celkem množství látky směsi plynů (v mol ),
• ${ displaystyle R}$ je ideální nebo univerzální, plynová konstanta, rovnající se součinu Boltzmannova konstanta a Avogadro konstantní,
• ${ displaystyle T}$ je absolutní teplota směsi plynů (v K. ),
• ${ displaystyle x_ {i} = { frac {n_ {i}} {n}}}$ je molární zlomek i-složky plynné směsi.

Z toho vyplývá, že molární zlomek a objemový zlomek jsou stejní. To platí i pro ostatní stavová rovnice.

Reference