Ideální plyn
Ideální plyn (6/9) · 6:52

Úvod do parciálních tlaků Co se skrývá pod pojmem parciální tlak a jaké pro něj platí pravidla?

Parciální tlak je tlak, kterým působí jen jedna ze složek ve směsi plynů. Je to dílčí tlak jedné složky ve směsi. U všech plynů zde budeme předpokládat ideální chování. O ideálních plynech bychom měli vědět, že molekuly těchto plynů se nijak navzájem neovlivňují. Vůbec je nezajímá, co se děje kolem nich. Pokud jste molekula plynu ve směsi ideálních plynů, tak je vám úplně jedno, co dělají molekuly okolo vás. Staráte se jen o sebe. Zkusím takovou situaci nakreslit. Na nákresu budeme mít nádobu s plynným dusíkem. A molekuly plynného dusíku budu kreslit fialově. Nakreslím zde několik molekul dusíku. Molekula dusíku má vzorec N₂. Molekuly plynu v nádobě poletují s jistou rychlostí. Jejich rychlost a směr pohybu znázorním takovými šipkami. Poletují kolem, odráží se od stěn nádoby, a při každém odrazu vytváří určitý tlak. Řekněme, že v tomto případě je tlak plynu v nádobě roven dvěma atmosférám. A každá z těchto molekul si dělá svoje, nepůsobí na ostatní. Pojďme si teď do nádoby přidat další plyn. Do nádoby přidáme kyslík, tedy O₂ Molekuly kyslíku nakreslím zeleně. Nádoba má stále stejný objem a nezměnili jsme teplotu. Nedochází zde ani k žádné reakci. Stále tam jsou molekuly N₂, které poletují kolem se stejnou průměrnou rychlostí, protože jsme nezměnili teplotu. Ale přidali jsme molekuly dalšího plynu. Takže uvnitř máme další molekuly plynu. Molekuly O₂, které také poletují kolem určitou rychlostí. V nádobě tedy teď máme více molekul než na začátku, proto musel vzrůst i tlak. Celkový tlak v nádobě je nyní, řekněme dvě a půl atmosféry. Teď nás zajímá, jaký je parciální tlak dusíku a jaký je parciální tlak kyslíku. To se obvykle zapisuje tímto způsobem. Nejprve malé "p" a v dolním indexu vzorec molekuly, které se to týká. Na začátku videa jsme řekli, že molekuly plynu se pohybují nezávisle na sobě. Proto můžeme parciální tlaky sčítat, a tím vypočítat tlak celkový. Můžeme tedy zapsat, že celkový tlak je roven součtu tlaků všech plynů ve směsi. tedy součtu všech parciálních tlaků plynů ve směsi. Toto se nazývá Daltonův zákon parciálních tlaků. Toto je jeden ze způsobů, jak vypočítat jednotlivé parciální tlaky. Pokud známe celkový tlak a parciální tlaky ostatních plynů ve směsi, můžeme dopočítat parciální tlak složky, který jako jediný neznáme. Pomůže nám k tomu tento vztah. Zkusme si to aplikovat na naši nádobu. Víme, že celkový tlak je roven dvě celá pět. Ten se musí rovnat součtu parciálního tlaku dusíku a parciálního tlaku kyslíku. My navíc známe parciální tlak dusíku. Parciální tlak dusíku jsou dvě atmosféry. To se po přidání kyslíku nezměnilo. Parciální tlak dusíku jsou stále dvě atmosféry. I přestože jsme přidali kyslík. Podle stavové rovnice ideálního plynu totiž platí, že p krát V se rovná n krát R krát T. Pokud si z tohoto vztahu vyjádříme tlak, vyjde nám, že p se rovná n krát R krát T lomeno objem. A jelikož se náš dusík chová jako ideální plyn, jeho tlak se změní pouze pokud změníme počet molů, jeho teplotu nebo jeho objem. Nic takového se ale nestalo, pouze jsme přidali další plyn, nezměnili jsme počet molů, teplotu či objem. Parciální tlak neboli tlak, který mají molekuly dusíku, jsou stále dvě atmosféry. Víme, že celkový tlak je dvě a půl atmosféry. A parciální tlak dusíku jsou dvě atmosféry. Chceme zjistit jaký je parciální tlak kyslíku. Stačí když z rovnice vyjádříme člen pro parciální tlak kyslíku. Takže Pₒ₂ se rovná celkovému tlaku, dva a půl atmosféry, minus parciální tlak dusíku. Vidíme tedy, že parciální tlak kyslíku je půl atmosféry. Teď už víme jak používat Daltonův zákon parciálních tlaků, pro zjištění parciálního tlaku, když známe tlak celkový a ostatní parciální tlaky.
video