分壓定律（Dalton's law of partial pressure ）
混合氣體中某組分氣體對器壁所施加的壓力叫做該組分氣體的分壓。對於理想氣體來說，某組分氣體的分壓力等於在相同溫度下該組分氣體單獨占有與混合氣體相同體積時所產生的壓力。
基本介紹
- 中文名：分壓定律
- 外文名：Dalton's law of partial pressure
- 表達式：p=p1+p2+p3+...
- 提出者：道耳頓
- 提出時間：1801
- 套用學科：物理，化學
- 簡介：均勻地布滿它所占有的全部空間
發展簡史,定律定義,推導過程,套用領域,注意事項,適用範圍,
發展簡史
1801年，英國科學家約翰·道爾頓J.Dalton通過實驗觀察提出：
1.在溫度與體積一定時，混合氣體的總壓強等於混合氣體中各組分氣體的分壓強之和。
2.恆溫下，混合氣體中各組分氣體所產生的分壓強則等於它單獨占有整個容器（與總氣體混合物相同體積時）所產生的壓強。
這一經驗定律被稱為分壓定律。也就是說，一定量的氣體在一定容積的容器中的壓強僅與溫度有關。
定律定義
分壓定律（Dalton's law of partial pressure ） 混合氣體的總壓等於混合氣體中各組分氣體的分壓之和，某組分氣體的分壓大小則等於其單獨占有與氣體混合物相同體積時所產生的壓強。這一經驗定律被稱為分壓定律。
推導過程
1.在溫度與體積一定時，混合氣體中各組分氣體的分壓之和等於混合氣體的總壓。
數學表達式：P總=P1+P2+···+Pi
假定在體積為V的容器中充入一定量的混合氣體，在溫度T下，其總壓為P總，顯然混合氣體總物質的量n總是個組分氣體位置的量ni。
由理想氣體定律：P總V=n總RT PiV=niRT
將P總V=n總RT展開
P總=n總RT/V=(n1+n2+···+ni)RT/V=n1RT/V+n2RT/V+···+ni=P1+P2+···+Pi
2.氣體的分壓等於總壓強乘以氣體摩爾分數或體積分數。
P總=P1+P2+···+Pi ，在右式兩邊同除P總。
1=P1/P總+P2/P總+···+Pi/P總=x1+x2+···+xi
各組分氣體的分壓Pi與總壓P總之比稱之為壓強分數，顯然壓強分數之和Pi/P總等於1。
因為n總=n1+n2+···+ni
同樣， 1=n1/n總+n2/n總+···+ni/n總=x1+x2+···+xi
ni/n總稱為摩爾分數。
由分體積定律：1=V1/V總+V2/V總+···+Vi/V總
可得xi=Pi/P總=ni/n總=Vi/V總，即對於同一狀態氣體壓強分數等於摩爾分數等於體積分數。
對上式變形得：Pi=P總·Vi/V總=P總·ni/n總
套用領域
分壓定律有很多實際套用，在實驗室中進行氣體有關的實驗時，常會涉及混合氣體中各組分氣體分壓的問題。例如，零攝氏度時，1mol 氧氣在 22.4L 體積內的壓強是 101.3kPa 。如果向容器內加入 1mol 氮氣並保持容器體積不變，則氧氣的壓強還是 101.3kPa，但容器內的總壓強增大一倍。
注意事項
要注意的是，恆溫下，混合氣體中各組分氣體所產生的分壓強則等於它單獨占有整個容器（與總氣體混合物相同體積時）所產生的壓強。實際氣體並不嚴格遵從這條道爾頓分壓定律，在高壓情況下尤其如此。
因為當壓力很高時，分子所占的體積和分子之間的空隙具有可比性；同時，更短的分子間距離使得分子間作用力增強，從而會改變各組分的分壓力。這兩點在分壓定律中並沒有體現。
不過分壓定律對於低壓下真實氣體混合物也可以近似適用。
適用範圍
重力場中的巨觀熱力學系統，由於氣體分子要受到重力場作用，當巨觀熱力學系統達到平衡態時，巨觀熱力學系統各組份氣體分子的數密度要隨高度而發生變化，巨觀熱力學系統的總壓強也將隨高度不同而發生改變，整個巨觀熱力學系統並不嚴格遵從道耳頓分壓定律。但若把整個巨觀熱力學系統按重力場方向水平分割成一系列的微觀型熱力學系統，則每一個微觀型熱力學系統的總壓強是等於該微觀型熱力學系統各組份氣體分子單獨存在時的分壓強之和的。也就表明處於重力場中的巨觀熱力學系統達到平衡時，沿重力場方向各個微觀型熱力學系統是遵從道耳頓分壓定律的。或者說重力場中的巨觀熱力學系統處於平衡時，沿重力場方向某高度處的總壓強等於同一高度處各組份的分壓強之和。
