Prawo Daltona

Prawo Daltona – wspólne określenie na dwa różne prawa, sformułowane przez Johna Daltona, które są wzajemnie komplementarne:

  • prawo ciśnień cząstkowych,
  • prawo objętości cząstkowych.

Prawo ciśnień cząstkowychEdytuj

Prawo ciśnień cząstkowych zostało opublikowane przez Daltona w 1810 r. Głosi ono:

Ciśnienie wywierane przez mieszaninę gazów jest równe sumie ciśnień wywieranych przez składniki mieszaniny, gdyby każdy z nich był umieszczany osobno w tych samych warunkach objętości i temperatury, jest ono zatem sumą ciśnień cząstkowych”.

W formie matematycznej można je wyrazić jako:

 

gdzie:

  – ciśnienie w mieszaninie  -składnikowej w objętości   i temperaturze  
 ciśnienie cząstkowe składnika   w tej samej objętości i temperaturze.

Prawo Daltona jest słuszne dla gazów doskonałych nie reagujących z sobą. Dla gazów rzeczywistych jest słuszne jedynie dla gazów rozrzedzonych i w temperaturze znacznie powyżej punktu krytycznego.

Prawo objętości cząstkowychEdytuj

Prawo objętości cząstkowych głosi:

„Objętość zajmowana przez mieszaninę gazów jest równa sumie objętości, które byłyby zajmowane przez składniki mieszaniny, gdyby każdy z nich był umieszczony osobno w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury, czyli jest równa sumie objętości cząstkowych
 

gdzie:

  – objętość mieszaniny  -składnikowej przy ciśnieniu   i temperaturze  
  – objętość cząstkowa składnika   w tej samej temperaturze i ciśnieniu.

WyprowadzenieEdytuj

Oba prawa można wyprowadzić z równania Clapeyrona, czyli równania stanu gazu doskonałego. Dla mieszaniny   gazów o liczbie moli   (liczności), zajmującej objętość   przy ciśnieniu   i temperaturze   zachodzi:

 

gdzie:

 uniwersalna stała gazowa,
 
  – liczba moli składnika  

Ciśnienie cząstkoweEdytuj

Jeżeli gaz   jest gazem doskonałym, to zgodnie z równaniem Clapeyrona, w tej objętości wywiera ciśnienie zwane ciśnieniem cząstkowym, określone wzorem:

 

Suma ciśnień cząstkowych gazów   wynosi:

 

Objętość cząstkowaEdytuj

Podobnie, definiując objętość cząstkową jako objętość składnika   oraz korzystając z równania Clapeyrona, można zapisać:

 

a suma objętości cząstkowych gazów   równa jest:

 

BibliografiaEdytuj