Определение свойств газа в парогазовой смеси

У меня есть газовая смесь (пар и воздух), содержащиеся в баке. Я знаю давление в баке ( ), температуру ( ) и массовую долю воздуха ( ).T x $P$$T$$x_a$

Я хотел бы определить плотность обоих газов, чтобы потом выполнить некоторые расчеты.

Интуитивно я бы сделал следующее:

$$\rho_{steam} = IAPWS97('rho\_PT', P,T)$$

то есть, прося таблицы IAPWS предоставить мне плотность пара в условиях резервуара.

Однако, судя по доступным ресурсам, кажется, что это неправильно. Правильный способ сделать это было бы лучше

$$\rho_{steam} = IAPWS97('rho\_PT', P_{steam},T)$$

Поэтому, принимая во внимание парциальное давление пара для расчета его плотности внутри резервуара, а не общее давление в резервуаре

Почему это ? Интуитивно я бы использовал общее давление в резервуаре, потому что мне кажется, что как пар, так и воздух испытывают общее давление в резервуаре, а не только их парциальное давление, и поэтому я бы использовал общее давление в резервуаре для вычисления их свойств.

Учитывая, что воздух и пар ведут себя как идеальные газы, вы можете написать следующие уравнения: где я использую индексы и для воздуха и пара соответственно. Принимая и в качестве молярных масс воздуха и воды, плотность каждого из газов будет равна P A V = n A R T P W V = n W R T A W M A M W P A V = ( м A / M A ) R T → ( м A / V ) ⏟ ρ A = P A M

$$P V = nRT$$ $$P_A V = n_A RT$$ $$P_W V = n_W RT$$ $_A$$_W$$M_A$$M_W$ PWV=(мВт/МВт)RT→ ( м Вт / В ) ⏟ ρ W =PWM $$P_A V = (m_A/M_A) RT \rightarrow \underbrace{(m_A/V)}_{\rho_A} =\frac{P_A M_A}{RT}$$
$$P_W V = (m_W/M_W) RT \rightarrow \underbrace{(m_W/V)}_{\rho_W} =\frac{P_W M_W}{RT}$$

Следовательно, если вы хотите узнать плотность каждого из газов, вам нужно только парциальное давление, поскольку оно связано с количеством вещества каждого из газов.

Если вы хотите узнать плотность смеси газов, вы должны использовать общее давление и «эквивалентную молярную массу» для смеси.