免费分压计算器

理解分压与道尔顿定律

分压是混合物中的单一气体如果单独占据整个体积时所施加的压力。这个分压计算器（常称为道尔顿定律计算器）可帮助您通过多种既定方法计算这些值。

道尔顿分压定律

道尔顿定律指出，混合气体的总压力等于各组分分压之和：

$$P_{\text{total}} = p_1 + p_2 + \dots + p_n$$

它也可以用气体的摩尔分数 ($x_i$) 表达：

$$p_i = x_i \cdot P_{\text{total}} \quad \text{where} \quad x_i = \frac{n_i}{n_{\text{total}}}$$

这一关系表明，每种气体的分压与其在混合物中的摩尔分数成正比。

使用理想气体定律

当你知道特定气体的物质的量、混合物的温度和体积时，可以应用理想气体定律。对于单一气体：

$$pV = nRT$$

为得到一个组分的分压，重新排列公式：

$$p_i = \frac{n_i R T_m}{V_m}$$

其中：

• $p_i$ = 气体的分压，
• $n_i$ = 该气体的物质的量，
• $R$ = 理想气体常数 (8.3145 J/mol·K)，
• $T_m$ = 混合物的温度，
• $V_m$ = 混合物的体积。

如果你已测量或知道气体混合物的物质的量、温度和体积，这种方法很直接。

亨利定律的两种形式

亨利定律描述了液体上方气体分压与液体中该气体浓度之间的关系。分压与溶解量成正比，比例常数即为亨利定律常数。两种常见表达式为：

$$p = K_{H1} \cdot C \quad \text{(concentration in mol/L)}$$ $$p = K_{H2} \cdot x \quad \text{(mole fraction)}$$

这里，$K_{H1}$ 的单位是 L·atm/mol，$K_{H2}$ 的单位是 atm。亨利定律在低压（低于 1000 hPa）和固定温度（通常为 298 K）下最为准确。常数因气体而异——例如，在 298 K 时，O₂ 的 $K_{H1}$ 为 769.23 L·atm/mol，N₂ 为 1639.34 L·atm/mol，CO₂ 为 29.41 L·atm/mol。

示例：氮气的分压

假设水中溶解氮气的浓度为 1.5 mol/L。使用亨利定律及 N₂ 的常数：

$$p = 1.5 \, \text{mol/L} \times 1639.34 \, \text{L·atm/mol} = 2459 \, \text{atm} = 249159 \, \text{kPa}$$

这个示例展示了当你知道正确的常数和浓度时，如何快速得到气体分压。

现实意义

分压在多个领域起着关键作用：

• 水下潜水：潜水员呼吸氧氮混合气。随着深度增加压力升高，氧气可能变得有毒，氮气可能导致麻醉，因此必须仔细选择混合气体。
• 医学诊断：动脉血气测试测量氧气和二氧化碳的分压，使医生能够评估血液pH值和呼吸功能。

该工具将道尔顿定律、理想气体定律和亨利定律集成在一个界面中。根据你的数据——摩尔分数、物质的量、体积、浓度或摩尔分数——你可以选择最方便的分压公式获得准确结果。