علوم وفضاء

إضافة غاز خامل: حجم ثابت أم ضغط ثابت؟

ضغط الغاز الأصلي عند حجم ثابت
فرع الحجم الثابت؛ الضغوط بالكيلوباسكال.

إضافة غاز خامل قد ترفع الضغط الكلي دون تغيير ضغط الغاز الأصلي. نحدد ما يبقى ثابتًا. [2]

الخلاصة السريعة

يثبت ضغط الغاز الأصلي عند حجم ثابت، وينخفض عند ضغط كلي ثابت، مع ثبات الحرارة. [1][2]

  • غازان مثاليان بلا تفاعل أو فقد، وحرارة ثابتة. A أصلي وB مضاف؛ الفرعان مستقلان، من الحالة نفسها. [1]
  • البداية: مولان من A وحده، وضغط مطلق 120 كيلوباسكال، وحجم V0. نضيف مولًا من B؛ حصة A من المولات، أي كسره المولي، تصبح 2/3 في الفرعين. [1]
  • عند حجم ثابت V0، يبقى ضغط A الجزئي 120 كيلوباسكال؛ ضغط B يساوي 60 والكلي 180 كيلوباسكال. هبط كسر A المولي، لكن ضغطه لم يتغير. [2]
  • عند ضغط كلي ثابت 120 كيلوباسكال، يزداد الحجم إلى 1.5V0. ضغط A يساوي 80 وضغط B يساوي 40 كيلوباسكال. التمدد خفض ضغط A. [1]
  • مجموع المولات تغير؛ قوانين الكمية الثابتة لا تصف الخليط كله. راجع جمع الضغوط والقيد. أرقام المثال مفترضة. [1]

الشروط

غازان مثاليان بلا تفاعل أو فقد، وحرارة ثابتة. A أصلي وB مضاف؛ الفرعان مستقلان، من الحالة نفسها. [1]

النموذج مثالي؛ لا نعمم دقته على الغازات الحقيقية.

حصة المولات

البداية: مولان من A وحده، وضغط مطلق 120 كيلوباسكال، وحجم V0. نضيف مولًا من B؛ حصة A من المولات، أي كسره المولي، تصبح 2/3 في الفرعين. [1]

العلاقة pA=xA*P تربط ضغط A بالكسر المولي والضغط الكلي P.

الحجم الثابت

عند حجم ثابت V0، يبقى ضغط A الجزئي 120 كيلوباسكال؛ ضغط B يساوي 60 والكلي 180 كيلوباسكال. هبط كسر A المولي، لكن ضغطه لم يتغير. [2]

للفرع الأول: pA=(2/3)*180=120. انخفاض الحصة لا يكفي للحكم بانخفاض الضغط.

الضغط الثابت

عند ضغط كلي ثابت 120 كيلوباسكال، يزداد الحجم إلى 1.5V0. ضغط A يساوي 80 وضغط B يساوي 40 كيلوباسكال. التمدد خفض ضغط A. [1]

من PV=nRT: V/V0=3/2 عند ثبات الحرارة والضغط.

المراجعة

مجموع المولات تغير؛ قوانين الكمية الثابتة لا تصف الخليط كله. راجع جمع الضغوط والقيد. أرقام المثال مفترضة. [1]

راجع 120+60=180 و80+40=120 لكل فرع.

تمدد الحجم عند ضغط كلي ثابت
فرع الضغط الثابت؛ الضغوط بالكيلوباسكال.

المراجع

  1. OpenStax: ضغوط الخليط
  2. عمر الهزازي: إضافة غاز خامل، ص829

الغاز المثالي والحقيقي

أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.