Что называется парциальным давлением

ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Полезное

Смотреть что такое «ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ» в других словарях:

ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ — давление каждого (см.) или (см.) в смеси нескольких газов, которое данный газ или пар имел бы, если бы он один занимал весь объём смеси, находясь при ее температуре. Общее давление смеси равно сумме П. д. всех ее составляющих. П. д. используют в… … Большая политехническая энциклопедия

ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ — (от позднелат. partialis частичный) давление компонента идеальной газовой смеси, которое он оказывал бы, если бы один занимал объем всей смеси (см. Дальтона законы) … Большой Энциклопедический словарь

парциальное давление — Давление газа, входящего в состав газовой смеси, к рое он оказывал бы, занимая один весь объем смеси при той же темп ре. [http://metaltrade.ru/abc/a.htm] Тематики металлургия в целом EN partial pressure … Справочник технического переводчика

Парциальное давление — см. Давление … Российская энциклопедия по охране труда

парциальное давление — 3.7 парциальное давление (partial pressure): Давление, создаваемое одним компонентом газовой смеси при той же температуре и в том же объеме, который занимает смесь. Примечание В смеси идеальных газов парциальное давление каждого компонента равно… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Парциальное давление — (лат. partialis частичный, от лат. pars часть) давление отдельно взятого компонента газовой смеси[1][2]. Общее давление газовой смеси является суммой парциальных давлений её компонентов. В химии парциальное давление газа в смеси газов… … Википедия

парциальное давление — (от позднелат. partialis частичный), давление компонента идеальной газовой смеси, которое он оказывал бы, если бы один занимал объём всей смеси (см. Дальтона законы). * * * ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ (от позднелат. partialis… … Энциклопедический словарь

парциальное давление — dalinis slėgis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dujų mišinio vieno sando slėgis, kurį turėtų tas sandas, jei vienas užimtų visą mišinio tūrį. Idealiųjų dujų dalinis slėgis p₁ = N₁ · p; čia N₁ – sando molinė dalis, p –… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

парциальное давление — dalinis slėgis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dujų mišinio vieno sando slėgis. atitikmenys: angl. partial pressure vok. Partialdruck, m; Teildruck, m rus. парциальное давление, n pranc. pression partielle, f … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

парциальное давление — dalinis slėgis statusas T sritis chemija apibrėžtis Dujų mišinio vieno komponento slėgis. atitikmenys: angl. partial pressure rus. парциальное давление … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Источник

Парциальное давление и объем

Когда мы имеем дело со смесями газов, важно знать, что они имеют такие характеристики, как парциальный объем и парциальное давление. Для начала определим, что такое смесь идеальных газов.

Смесь идеальных газов – это смесь нескольких газообразных веществ, которые при заданных условиях не будут вступать в определенные химические реакции.

Понятие парциального давления

Парциальное давление – это особая характеристика, описывающая состояние компонентов смеси идеальных газов. Сформулируем основное определение:

Формула парциального давления будет выглядеть так:

p i = m i μ i R T V = μ i R T V

Следует подчеркнуть, что поскольку средние кинетические энергии молекул смеси равны, то существует и равенство температур всех компонентов газовой смеси, находящейся в состоянии термодинамического равновесия.

Для нахождения давления смеси идеальных газов нужно воспользоваться законом Дальтона в следующей формулировке:

p = ∑ i = 1 N p i = R T V ∑ i = 1 N ν i

Исходя из него, мы можем выразить парциальное давление так:

Понятие парциального объема

У газовой смеси также есть такая характеристика, как парциальный объем.

Парциальный объем V i i -газа в газовой смеси – это такой объем, который мог бы иметь газ при условии отсутствия всех остальных газов и сохранении исходной температуры и объема.

Если речь идет о смеси идеальных газов, то к ней применим закон Амага:

В самом деле, при выражении ν i из формулы выше у нас получится следующее:

ν i = p V i R T ; p = R T V p R T ∑ i = 1 N V i → V = ∑ i = 1 N V i

Для расчета парциального объема газа используется следующая формула:

Нам известно, что параметры, определяющие состояние смеси идеальных газов, будут подчиняться уравнению Менделеева-Клайперона. Формула будет выглядеть так:

Все параметры данного уравнения будут относиться ко всей смеси. Это же уравнение удобнее записать так:

Здесь параметры R s m = R μ s m = R ∑ i = 1 N q i μ i означают удельную газовую постоянную смеси.

Начнем с вычисления количества молей каждого компонента смеси. Для этого можно использовать формулу:

ν H 2 = m H 2 μ H 2

Считаем, что получится:

Теперь с помощью уравнения Менделеева-Клайперона можно найти парциальное давление каждого компонента:

Сначала рассчитаем давление водорода:

p H 2 V = ν H 2 R T → p H 2 = ν H 2 R T V

Парциальное давление будет равно:

Теперь то же самое подсчитываем для гелия:

Чтобы найти общее давление смеси газов, сложим сумму давлений ее составляющих:

Подставляем полученные ранее значения и находим нужный результат:

Начнем с вычисления общей массы газовой смеси.

Переходим к вычислению массовых компонентов смеси:

Тогда газовая постоянная смеси будет равна:

R s m = R ∑ i = 1 N g i μ i

Объем смеси вычисляем с помощью уравнения Менделеева-Клайперона:

V s m = m s m R s m T s m p s m

Источник

Трактовка закона

Учёный Дальтон в 1801 году сформировал закон парциальных давлений: Па смеси из идеальных газов равняется сумме рi её компонентов. Уравнение имеет следующий вид: Рсм=n (сумма pi), где n — число долей смеси.

Для определения парциального давления в химии используется отдельный компонент из атмосферного воздуха. При расчете учитывается значение каждого отдельного вещества, их число, температуры с объёмами. При необходимости можно найти общий показатель, сложив давление каждого компонента в отдельности.

Каждый газ в сосуде должен обозначаться как «идеальный». При нормальных условиях они взаимодействуют с углекислым газом, водородом, водой, азотом, водяным паром, кислородом, компонентами крови и прочими компонентами из таблицы Менделеева. При этом не образуются соединения. Отдельные молекулы способны сталкиваться между собой, отталкиваясь, но не деформируясь.

Физические и химические задачи решаются с помощью формулы парциального давления (закон открыли учёные Бойль и Мариотт): (k = P x V). Кроме полного варианта, уравнение записывается сокращённо k = PV, где:

Второстепенные значения

Давление может измеряться в разных величинах: процент, паскаль (Па). Смысл последнего: сила в 1 ньютон приложена к площади в 1 кв. м. Если результат такой зависимости записывается в атмосферах, тогда для его нахождения потребуется учесть, что одна атмосфера равняется 101,325 Па.

Температура идеального газа повышается, если увеличивается объём, а снижается, если уменьшается последний показатель. Такое соотношение может называться законом Чарльза, который имеет следующий математический вид: k = V / T. Значение температуры в уравнении измеряется в градусах Кельвина. Оно зависит от градусов Цельсия. Чтобы его найти, прибавляется 273.

Уравнение используется в химии для определения мольной доли (концентрация, которая выражается через отношение количества молей 1 компонента к суммарному числу молей пары веществ, входящих в смесь). Кроме объёма, для газа характерна молярная масса (вес одной доли компонента) и объём. Существуют легкие способы её подсчёта:

Уравнения Дальтона и Бойля

Физик и химик Дальтон считается первым учёным, предположившим структуру атомных элементов, их свойства. Общее давление вычисляется следующим образом: Р= P1 + P2 + P3. Пример: в колбе содержится по 10 г оксигена и нитрогена. Их общее Р будет равно 20 (10+10). Для вычисления pi используется температура, равная 37 градусам Цельсия.

Чтобы перевести её в градусы Кельвина, значение по Цельсию, равное 37, добавляется к 273. Результат — 310. Для вычисления количества молей газов используется масса, поделённая на молярную. Если уравнение касается нитрогена, вес каждого компонента соответствует цифре 14.

Так как вещество содержит в себе 2 атома, то 14х2, что равно 28. Масса в граммах делится на полученный результат. Таким способом вычисляется количество молей, приблизительно равное 0,4 моль. Чтобы найти аналогичное значение у оксигена, применяется масса 16. Вещество относится к двухатомным газам, поэтому 16х2 равняется 32. По результатам получается, что 0,3 моль оксигена содержится в составе газовой смеси.

Если в задаче указывается общее давление и pi в атмосферах, тогда используется в качестве константы R (0.0821 л атм/K моль). При подстановке данных в уравнение можно узнать Pобщее. Чтобы вычислить ПД нитрогена, 0,4 моль умножается на константу и температуру. Результат делится на 2 литра, что приблизительно равно 5.09 атм. Аналогичные шаги выполняются для вычисления ПД оксигена. Конечный результат равен 3.82 атм.

Свойства веществ

Значение pi газа, растворённого в жидкости, равняется pi того вещества, который образовался бы в фазе газообразования в случае равновесия с жидкостью при аналогичной температуре. Парциальное давление (ПД) измеряется в качестве термодинамической активности молекул вещества.

Газы постоянно вытекают из сферы с высоким ПД в область с низким давлением. Чем больше такая разница, тем быстрее поток. Газам свойственно растворяться, диффундировать, реагировать на ПД. В некоторых случаях показатель не зависит от концентрации газовой смеси.

При решении задач в области химии и физики учитываются свойства газов: сжимаемость и способность расширяться. Они не имеют своей формы, поэтому расширяются до заполнения сосуда, принимая его форму. По аналогичной причине они не имеют объёма. Газ давит на стенки ёмкости по всем направлениям одинаково. Характерное свойство компонентов — способность смешиваться между собой в разных соотношениях.

Так как объём зависит от температуры и давления, поэтому в норме должно быть 0 °C и 760 мм рт. ст. При этом нет места влаги. Если объём считается нормальным, его обозначают стоящей впереди буквой. Подобная зависимость отображается в термодинамике с помощью графика. Если доказана зависимость объема от давления, при этом температура постоянная, используются изотермы (линии, которые изображают на диаграмме процесс с неизменной температурой).

Точки и функции

В законе Бойля чётко указана зависимость объёма от давления при одинаковой температуре. Если данные нанести на график в функцию давления, через точки можно будет провести кривую. Точный эксперимент и незначительный разброс точек позволяют описать объёмное поведение системы с небольшой погрешностью.

Несколько подобных кривых для разных температур во всём диапазоне изученных условий позволяет описать объёмное поведение газа. Одновременно отображаются кривые постоянного давления, которые описывают изменения основных показателей. Чтобы получить окончательные результаты, кривые требуют незначительного сглаживания. Подобные графики сделать самостоятельно менее сложно.

Объём газа при неизменной температуре сильно изменяется с колебаниями давления. Но графически представить такую зависимость в широком диапазоне изменения давлений трудно. Если охвачена широкая область изменения, используются крупные масштабы.

Для упрощения процесса построения на график наносится зависимость произведения Р от давления при одной температуре, что существенно уменьшает область выявления функции. Наибольший эффект получается от применения 1−2 специальных функций объёма, которые называются коэффициентом сжимаемости и остаточным объёмом.

Каждое понятие характеризуется объёмным поведением газа с учётом его отклонений от нормального состояния вещества и созданных идеальных условий. Чтобы упростить поставленную задачу, график отображается на специальной бумаге либо при помощи компьютерных программ. Во втором случае достаточно ввести данные. Сервис самостоятельно строит прямые, кривые и прочие элементы графика.

Простые зависимости лучше отображать в стандартных программах Word. Графические сложные задачи в химии и физике решаются с помощью «Agrafer» — известная компьютерная программа, которая используется не только студентами, но и школьниками.

Источник

Что называется парциальным давлением

ГАЗООБМЕН В ЛЕГКИХ И ТКАНЯХ

Значение дыхания. Дыхание — жизненно необходимый процесс постоянного обмена газами между организмом и окружаю­щей его внешней средой. В процессе дыхания человек погло­щает из окружающей среды кислород и выделяет углекислый газ.

Почти все сложные реакции превращения веществ в организме идут с обязательным участием кислорода. Без кислорода невоз­можен обмен веществ, и для сохранения жизни необходимо постоян­ное поступление кислорода. В клетках и тканях в результате об­мена веществ образуется углекислый газ, который должен быть удален из организма. Накопление значительного количества угле­кислого газа внутри организма опасно. Углекислый газ выносится кровью к органам дыхания и выдыхается. Кислород, поступаю­щий в органы дыхания при вдохе, диффундирует в кровь и кровью доставляется к органам и тканям.

В организме человека и животных нет запасов кислорода, и поэтому непрерывное поступление его в организм является жиз­ненной необходимостью. Если человек в необходимых случаях может прожить без пищи более месяца, без воды до 10 дней, то при отсутствии кислорода необратимые изменения наступают уже через 5—7 мин.

Состав вдыхаемого, выдыхаемого и альвеолярного воздуха. Производя попеременно вдох и выдох, человек вентилирует легкие, поддерживая в легочных пузырьках (альвеолах) относительно по­стоянный газовый состав. Человек дышит атмосферным воздухом с большим содержанием кислорода (20,9%) и низким содержани­ем углекислого газа (0,03%), а выдыхает воздух, в котором кисло­рода 16,3%, углекислого газа 4% (табл. 8).

Состав альвеолярного воздуха значительно отличается от состава атмосферного, вдыхаемого воздуха. В нем меньше кислоро­да (14,2%) и большое количество углекислого газа (5,2%).

Азот и инертные газы, входящие в состав воздуха, в дыхании участия не принимают, и их содержание во вдыхаемом, выдыхае­мом и альвеолярном воздухе практически одинаково.

Почему в выдыхаемом воздухе кислорода содержится больше, чем в альвеолярном? Объясняется это тем, что при выдохе к альвео­лярному воздуху примешивается воздух, который находится в ор­ганах дыхания, в воздухоносных путях.

Для газов, растворенных в жидкости, употребляют термин «напряжение», соответствующий термину «парциальное давление», применяемому для свободных газов. Напряжение газов выражается в тех же единицах, что и давление (в мм рт. ст.). Если парциаль­ное давление газа в окружающей среде выше, чем напряжение этого газа в жидкости, то газ растворяется в жидкости.

Парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе 100—105 мм рт. ст., а в притекающей к легким крови напряжение кислорода в среднем 60 мм рт. ст., поэтому в легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь.

Движение газов происходит по законам диффузии, согласно которым газ распространяется из среды с высоким парциальным давлением в среду с меньшим давлением.

Газообмен в легких. Переход в легких кислорода из альвео­лярного воздуха в кровь и поступление углекислого газа из крови в легкие подчиняются описанным выше закономерностям.

Из таблицы 9 следует, что разность между напряжением газов в венозной крови и их парциальным давлением в альвеолярном воздухе составляет для кислорода ПО — 40 = 70 ммрт. ст., а для углекислого газа 47 — 40 — 7 мм рт. ст.

Благодаря работам великого русского физиолога Ивана Михай­ловича Сеченова стало возможно изучение газового состава крови и условий газообмена в легких и тканях.

Газообмен в легких совершается между альвеолярным возду­хом и кровью путем диффузии. Альвеолы легких оплетены густой сетью капилляров. Стенки альвеол и капилляров очень тонкие, что способствует проникновению газов из легких в кровь и наобо­рот. Газообмен зависит от величины поверхности, через которую осу­ществляется диффузия газов, и разности парциального давления (напряжения) диффундирующих газов. При глубоком вдохе альве­олы растягиваются, и их поверхность достигает 100—105 м2. Так же велика и поверхность капилляров в легких. Есть, и достаточ­ная, разница между парциальным давлением газов в альвеоляр­ном воздухе и напряжением этих газов в венозной крови (табл. 9).

Опытным путем удалось установить, что при разнице напряже­ния кислорода в 1 мм рт. ст. у взрослого человека, находящегося в покое, в кровь может поступить 25—60 мл кислорода в \мин. Человеку в покое нужно примерно 25—30 мл кислорода в I мин. Следовательно, разность давлений кислорода в 70 мм рт. ст. достаточна для обеспечения организма кислородом при разных условиях его деятельности: при физической работе, спортивных упражнениях и др.

Скорость диффузии углекислого газа из крови в 25 раз больше, чем кислорода, поэтому при разности давлений в 7 мм рт. ст. углекислый газ успевает выделиться из крови.

Перенос газов кровью. Кровь переносит кислород и углекислый газ. В крови, как и во всякой жидкости, газы могут находиться в двух состояниях: в физически растворенном и химически связан­ном. И кислород и углекислый газ в очень небольшом количестве растворяются в плазме крови. Большая часть кислорода и углекис­лого газа переносится в химически связанном виде.

Основной переносчик кислорода — гемоглобин крови. 1 г гемо­глобина связывает 1,34 мл кислорода. Гемоглобин обладает спо­собностью вступать в соединение с кислородом, образуя оксигемо­глобин. Чем выше парциальное давление кислорода, тем больше образуется оксигемоглобина. В альвеолярном воздухе парциаль­ное давление кислорода 100—ПО мм рт. ст. При таких условиях 97% гемоглобина крови связывается с кислородом. Кровь приносит к тканям кислород в виде оксигемоглобина. Здесь парциальное давление кислорода низкое, и оксигемоглобин — соединение не­прочное — высвобождает кислород, который используется тканями. На связывание кислорода гемоглобином оказывает влияние и на­пряжение углекислого газа. Углекислый газ уменьшает способ­ность гемоглобина связывать кислород и способствует диссоциации оксигемоглобина. Повышение температуры также уменьшает воз­можности связывания гемоглобином кислорода. Известно, что тем­пература в тканях выше, чем в легких. Все эти условия помогают диссоциации оксигемоглобина, в результате чего кровь отдает вы­свободившийся из химического соединения кислород в тканевую жидкость.

Свойство гемоглобина связывать кислород имеет жизненно важ­ное значение для организма. Иногда люди гибнут от недостатка кислорода в организме, окруженные самым чистым воздухом. Это может случиться с человеком, оказавшимся в условиях понижен­ного давления (на больших высотах), где в разреженной атмосфере очень низкое парциальное давление кислорода. 15 апреля 1875 г. воздушный шар «Зенит», на борту которого находились три возду­хоплавателя, достиг высоты 8000 м. Когда шар приземлился, то в живых остался только один человек. Причиной гибели людей было резкое снижение парциального давления кислорода на боль­шой высоте. На больших высотах (7—8 км) артериальная кровь по своему газовому составу приближается к венозной; все ткани тела начинают испытывать острый недостаток в кислороде, что и при­водит к тяжелым последствиям. Подъем на высоту более 5000 м обычно требует пользования особыми кислородными приборами.

При специальной тренировке организм может приспосабливать­ся к пониженному содержанию кислорода в атмосферном воздухе. У тренированного человека углубляется дыхание, увеличивается количество эритроцитов в крови за счет усиленного образования их в кроветворных органах и поступления из депо крови. Кроме того, усиливаются сердечные сокращения, что приводит к увеличению минутного объема крови.

Для тренировки широко применяют барокамеры.

Углекислый газ переносится кровью в виде химических соеди­нений — бикарбонатов натрия и калия. Связывание углекислого газа и отдача его кровью зависят от его напряжения в тканях и крови.

Кроме того, в переносе углекислого газа участвует гемоглобин крови. В капиллярах тканей гемоглобин вступает в химическое соединение с углекислым газом. В легких это соединение распадает­ся с освобождением углекислого газа. Около 25—30% выделяемого в легких углекислого газа переносит гемоглобин.

Источник

парциальное давление

3.7 парциальное давление (partial pressure): Давление, создаваемое одним компонентом газовой смеси при той же температуре и в том же объеме, который занимает смесь.

Смотри также родственные термины:

30 парциальное давление водяного пара (Нрк. упругость водяного пара): Давление, которое имел бы водяной пар, находящийся во влажном газе, если бы он один занимал объем, равный объему этого влажного газа, при той же температуре, Па.

11. Парциальное давление водяного пара

Нрк. Упругость водяного пара

D. Partialdruck des Wasserdampfs

E. Water vapours partical pressure Water vapours elasticity

F. Pression partielle de la vapeur d’eau

Tension de la vapeur d’eau

Давление, которое имел бы водяной пар, находящийся в газовой смеси, если бы он один занимал объем, равный объему смеси при той же температуре

Полезное

Смотреть что такое «парциальное давление» в других словарях:

ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ — (от позднелат. partialis частичный), давление, к рое имел бы газ, входящий в состав газовой смеси, если бы он один занимал объём, равный объёму смеси при той же темп ре. Общее давление смеси газов равно сумме П. д. отд. составляющих смеси (см.… … Физическая энциклопедия

ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ — давление каждого (см.) или (см.) в смеси нескольких газов, которое данный газ или пар имел бы, если бы он один занимал весь объём смеси, находясь при ее температуре. Общее давление смеси равно сумме П. д. всех ее составляющих. П. д. используют в… … Большая политехническая энциклопедия

ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ — (от позднелат. partialis частичный) давление компонента идеальной газовой смеси, которое он оказывал бы, если бы один занимал объем всей смеси (см. Дальтона законы) … Большой Энциклопедический словарь

парциальное давление — Давление газа, входящего в состав газовой смеси, к рое он оказывал бы, занимая один весь объем смеси при той же темп ре. [http://metaltrade.ru/abc/a.htm] Тематики металлургия в целом EN partial pressure … Справочник технического переводчика

Парциальное давление — см. Давление … Российская энциклопедия по охране труда

Парциальное давление — (лат. partialis частичный, от лат. pars часть) давление отдельно взятого компонента газовой смеси[1][2]. Общее давление газовой смеси является суммой парциальных давлений её компонентов. В химии парциальное давление газа в смеси газов… … Википедия

парциальное давление — (от позднелат. partialis частичный), давление компонента идеальной газовой смеси, которое он оказывал бы, если бы один занимал объём всей смеси (см. Дальтона законы). * * * ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ (от позднелат. partialis… … Энциклопедический словарь

парциальное давление — dalinis slėgis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dujų mišinio vieno sando slėgis, kurį turėtų tas sandas, jei vienas užimtų visą mišinio tūrį. Idealiųjų dujų dalinis slėgis p₁ = N₁ · p; čia N₁ – sando molinė dalis, p –… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

парциальное давление — dalinis slėgis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dujų mišinio vieno sando slėgis. atitikmenys: angl. partial pressure vok. Partialdruck, m; Teildruck, m rus. парциальное давление, n pranc. pression partielle, f … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

парциальное давление — dalinis slėgis statusas T sritis chemija apibrėžtis Dujų mišinio vieno komponento slėgis. atitikmenys: angl. partial pressure rus. парциальное давление … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Источник