לחץ חלקי הוא גודל וירטואלי המוגדר עבור כל גז בתערובת גזים. זהו גודל פיקטיבי, כיוון שלחץ חלקי של גז בתערובת לא ניתן למדידה.
לחץ חלקי של גז הוא לחץ אשר היה מפעיל הגז, אילו היה הגז היחיד בכלי והתנהגותו כשל גז אידיאלי. הגדרה זו תקפה רק במקרה של גזים אידיאליים וניתן להרחיבה לגזים לא אידיאליים על ידי הגדרת שבר מולי (ראו שבר מולי ולחצים חלקיים)
[1].
עבור מערכת תרמודינמית ניתן להגדיר גודל מדיד יחיד, הנקרא לחץ.
על פי חוק דלטון וההגדרה המוכללת של לחץ חלקי, סכומם הוא הלחץ של המערכת.
לחץ חלקי מגדיר את מידת פעילותם התרמודינמית של מולקולות הגז. גזים מומסים, עוברים דיפוזיה ומגיבים בהתאם ללחצם החלקי ולא בהתאם לריכוזם בתערובת גזים או בתמיסה.
חוק דלטון
- ערך מורחב – מודל דלטון
חוק דלטון, הידוע גם כ"מודל דלטון" קובע כי לחץ של תערובת גזים אידיאליים שווה לסכום הלחצים החלקיים של כל רכיבי התערובת בנפרד. החוק מניח התנהגות אידיאלית של גזים בתערובת, כלומר אף גז אינו מושפע מנוכחותם של גזים אחרים במערכת.
באופן כללי, ניתן לנסח את חוק דלטון:
כאשר הוא הלחץ של המערכת, הם הלחצים החלקיים של הגזים ונתונים על ידי משוואת מצב של גזים אידיאליים:
כאשר הוא מספר המולים של הגז ,
קבוע הגזים,
טמפרטורה בקלוין.
שבר מולי ולחצים חלקיים
- ערך מורחב – ריכוז_(כימיה)
ניתן להכליל את המושג לחץ חלקי לתערובות של גזים לא אידיאליים באמצעות הגדרת שבר מולי.
שבר מולי של הגז בתערובת גזים מוגדר באופן הבא:
כאשר הוא מספר המולים של הגז, הוא סכום מספרי המולים של כל הגזים בתערובת, בסימנים . יש לציין כי בספרות מקובל סימון נוסף לשבר מולי .
מתוך ההגדרה מיד נובע, כי סכום שברים המוליים מקיים את שוויון הבא:
כעת, נגדיר את הלחץ החלקי של גז (יש לשים לב שכאן אין הגבלה לגזים אידיאליים):
כאשר הוא לחץ המערכת.
ההגדרה המוכללת של לחץ חלקי מאפשרת גם במקרה של גזים לא אידיאלי לרשום את הלחץ של המערכת כסכום של לחצים חלקיים של כל הגזים בתערובת. על מנת להשתכנע בכך נרשום במפורש את סכום הלחצים החלקיים:
ראו גם
הערות שוליים
- ^ P.W. Atkins (1994). Physical Chemistry (5 ed.). Oxford University Press. ISBN 0-19-855731-0.
תרמודינמיקה
|
חוקי יסוד
|
חוקי שימור (החומר, האנרגיה) • חוקי התרמודינמיקה: אפס, ראשון, שני (ראו גם: תנועה נצחית, השד של מקסוול), שלישי
|
קבועים
|
קבוע הגזים • קבוע בולצמן • קבוע אבוגדרו • קבוע פלאנק
|
משתנים
|
אינטנסיבים (טמפרטורה, לחץ, פוטנציאל כימי) • אקסטנסיבים (אנטרופיה, נפח, מספר חלקיקים) • משוואת מצב
|
יחידות מידה
|
טמפרטורה (צלזיוס, קלווין, יח' אחרות) • נפח (ליטר, מטר מעוקב) • לחץ (בר, אטמוספירה, פסקל) • מספר חלקיקים (מול) • אנרגיה (ג'אול, קלוריה)
|
אפיון
|
הפיכות • שינוי האנתלפיה (תהליך אקסותרמי, תהליך אנדותרמי) • שינוי באנרגיה (תהליך ספונטני, תהליך מאולץ) • תהליך (איזוברי, איזותרמי, איזוכורי, אדיאבטי, איזנטרופי, איזואנתלפי)
|
פוטנציאלים תרמודינמיים
|
אנרגיה פנימית • אנתלפיה • האנרגיה החופשית של הלמהולץ • האנרגיה החופשית של גיבס
|
מצבי צבירה ומעברי פאזות
|
מצבי צבירה (מוצק, נוזל, גז) • מעברי פאזות (התכה, התאדות, המראה, התעבות, הקפאה) • נקודת התכה • נקודת רתיחה • נקודה משולשת • נקודה קריטית • דיאגרמת פאזות • משוואת קלאוזיוס-קלפרון • חוק הפאזות של גיבס
|
גזים
|
גז אידיאלי • גז ואן דר ואלס • התאוריה הקינטית של הגזים • לחץ חלקי • חוק ראול • מודל דלטון • חוק בויל-מריוט • חוק גה-ליסאק • חוק שארל• משוואת הגז האידיאלי
|
חום וטמפרטורה
|
האפס המוחלט • יח' מידה לטמפרטורה • שיווי משקל תרמודינמי • קיבול חום • יחס קיבולי החום • חום כמוס • חוק הס • קלורימטר • אפקט ג'ול-תומסון • הסעת חום • מוליכות חום • מעבר חום • קרינה תרמית • קשר מאייר • האינדקס האדיאבטי
|
מעגלי עבודה
|
מעגלים תרמודינמיים (קרנו, סטרלינג, ברייטון, אריקסון, רנקין, סטירלינג, דיזל, לנואר, אוטו, היגרוסקופי, סקודירי, סטודרד) • נצילות
|
יישומים
|
מכונות חום • מנועים • משאבות • משאבת חום • מחליף חום • מיזוג אוויר • מקרר • קירור תרמואלקטרי • תחנות כוח
|
מונחים נוספים
|
תאוריית הקלוריק • תנועה בראונית • פונקציית מצב • תרמודינמיקה סטטיסטית • קשרי מקסוול • תרמוכימיה
|
דמויות בולטות
|
דניאל ברנולי (1700–1782) • בנג'מין תומפסון (1753–1814) • סאדי קרנו (1796–1832) • אמיל קלפרון (1799–1874) • רוברט מאייר (1814–1878) • ג'יימס ג'ול (1818–1889) • ויליאם ג'ון מקורן רנקין (1820–1872) • הרמן פון הלמהולץ (1821–1894) • רודולף קלאוזיוס (1822–1888) • ויליאם תומסון (1824–1907) • ג'יימס קלרק מקסוול (1831–1879) • יוהנס דידריק ואן דר ואלס (1837–1923) • ג'וסיה וילארד גיבס (1839–1903) • לודוויג בולצמן (1844–1906) • מקס פלאנק (1858–1947) • פייר דוהם (1861–1916) • קונסטנטין קרתיאודורי (1873–1950) • לארס אונסגר (1903–1976)
|
33112374לחץ חלקי