В состав воздуха входит несколько различных газов: кислород, азот, углекислый газ, благородные газы, водяные пары и некоторые другие вещества. Содержание каждого из этих газов в чистом воздухе строго определенно.
Для того чтобы выразить состав смеси газов в цифрах, т. е. количественно, используют особую величину, которую называют объемной долей газов в смеси.
Объемную долю газа в смеси обозначают греческой буквой – «фи».
Объемной долей газа в смеси называют отношение объема данного газа к общему объему смеси:
- Какой физический смысл этой величины?
Объемная доля газа показывает, какую часть общего объема смеси занимает данный газ.
Если бы нам удалось разделить 100 л воздуха на отдельные газообразные компоненты, мы получили бы около 78 л азота, 21 л кислорода, 30 мл углекислого газа, в оставшемся объеме содержались бы так называемые благородные газы (главным образом аргон) и некоторые другие.
Рассчитаем объемные доли этих газов в воздухе:
Нетрудно заметить, что сумма объемных долей всех газов в смеси всегда равна 1, или 100%:
(азота) + (кисл.) + (угл. газа) + (др. газов) = 78% + 21% + 0,03% + 0,97% = 100%.
Задача № 1
Сосуд заполнили 25 мл кислорода (O2) и 125 мл азота (N2). Вычислите объемные доли кислорода и азота в этой смеси
Решение:
1. Определим объем смеси
V(смеси) = V(O2) + V(N2)= 25 + 125 = 150 мл
2. Определим объемную долю кислорода
φ(O2) = V(O2) / V(смеси) = 25 : 150 = 0,167 (16,7%)
3. Определим объемную долю азота
φ(N2) = V(N2) / V(смеси) = 125 : 150 = 0,833 (83,3%)
Ответ: Объемная доля кислорода в смеси 16,7%; объемная доля азота – 83,3%