[科普中國]-分壓

“分壓”在物理學(xué)上的概念有氣體分壓（partial pressure）和電壓分壓兩種。氣體分壓是指假設(shè)從混合氣體系統(tǒng)中排除某種氣體以外的所有其他氣體，而保持系統(tǒng)體積和溫度不變，此時氣體所具有的壓力，稱為混合氣體中這一種氣體的分壓。

分壓的類別氣體分壓假設(shè)從混合氣體系統(tǒng)中排除第i種氣體以外的所有其他氣體，而保持系統(tǒng)體積和溫度不變，此時氣體所具有的壓強，稱為混合氣體中第i種氣體的分壓，即在給定溫度及體積下，僅一種i氣體單獨存在而充滿容器時的壓強。

例如101.325kPa的干燥空氣中，氮的分壓是79.193kPa，氧的分壓是21.198kPa。

混合理想氣體的總壓強等于各組分的分壓強的和，稱道爾頓分壓定律(J.Dalton，1766～1844，英)。1

容器內(nèi)氣體分壓在任何容器內(nèi)的氣體混合物中，如果各組分之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，則每一種氣體都均勻地分布在整個容器內(nèi)，它所產(chǎn)生的壓強和它單獨占有整個容器時所產(chǎn)生的壓強相同。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(guān)。例如，零攝氏度時，1mol氧氣在 22.4L 體積內(nèi)的壓強是 101.3kPa 。如果向容器內(nèi)加入 1mol氮氣并保持容器體積不變，則氧氣的壓強還是 101.3kPa，但容器內(nèi)的總壓強增大一倍?？梢?， 1mol 氮氣在這種狀態(tài)下產(chǎn)生的壓強也是 101.3kPa。1

電壓分壓所謂分壓公式，就是計算串聯(lián)的各個電阻如何去分總電壓，以及分到多少電壓的公式。

分電壓多少這樣計算：占總電阻的百分比，就是分電壓的百分比。公式是：U=（R/R總）×U源

如5歐和10歐電阻串聯(lián)在10V電路中間，5歐占了總電阻5+10=15歐的1/3，所以它分的電壓也為1/3，也就是10/3伏特。

相關(guān)試驗道爾頓（Dalton）總結(jié)了這些實驗事實，得出下列結(jié)論：某一氣體在氣體混合物中產(chǎn)生的分壓等于它單獨占有整個容器時所產(chǎn)生的壓力；而氣體混合物的總壓強等于其中各氣體分壓之和，這就是氣體分壓定律（law of partial pressure）。

英國科學(xué)家約翰·道爾頓在19世紀(jì)初把原子假說引入了科學(xué)主流。他所提供的關(guān)鍵的學(xué)說，使化學(xué)領(lǐng)域自那時以來有了巨大的進(jìn)展。確切地說，并不是道爾頓首先提出所有的物質(zhì)都是由極其微小的、不可毀壞的粒子──人稱原子組成的。這個概念是由古希臘哲學(xué)家德漠克利特提出來的，甚至在他以前可能就有人提出過。另一位希臘哲學(xué)家伊壁鳩魯（公元前342—270年？）采用了這一假說。羅馬作家留克利希阿斯（公元前99？－55年）在他的著名詩歌《論事物的本質(zhì)》中對這一假說做了生動形象的介紹。

德謨克利特的學(xué)說未被亞里士多德接受，在中世紀(jì)受到了忽視，對現(xiàn)代科學(xué)沒有什么影響。但是17世紀(jì)有幾個包括艾薩克·牛頓在內(nèi)的主要科學(xué)家支持過類似的學(xué)說。不過早期的原子學(xué)說都沒有定量表達(dá)，也沒有用于科學(xué)研究，最根本的是誰也沒有看到哲學(xué)的假想和化學(xué)的嚴(yán)酷事實之間存在的聯(lián)系。

這就是道爾頓的貢獻(xiàn)所在。他提出了一個明了的定量學(xué)說，可以用來解釋化學(xué)實驗，并經(jīng)受住了實驗室的精確檢驗。

雖然道爾頓的術(shù)語與我們現(xiàn)在使用的稍有不同，但是卻清楚地表述了原子、分子、元素等概念。他明確指出；雖然世界上原子的總數(shù)目相當(dāng)之大，但是不同原子種類的數(shù)目卻是非常之小（他的原著中列出20種元素即20種原子，今天所知道的元素有一百多種）。

雖然不同種類的原子有不同的重量，但是道爾頓認(rèn)為任何兩個同類原子的所有性質(zhì)包括重量都相同。道爾頓在他的書中列出了一張各種不同類原子的相對重量表──有關(guān)這方面的第一張表，是定量原子學(xué)說的一個重要特征。

道爾頓還明確地指出，任何相同化合物的兩個分子都是由相同原子組成的（例如，每個氧化亞氮都是由兩個氮原子和一個氧原子組成的）。由此可推出一種已知的化合物──不管是由什么方法配制或在哪里發(fā)現(xiàn)的──總含有相同的元素，而且這些元素之間的重量比完全一樣。這就是約瑟夫·路易斯·普勞特幾年前在實驗中發(fā)現(xiàn)的“定比定律”。

道爾頓的學(xué)說非常具有說服力，不到二十年的時間就為大多數(shù)科學(xué)家所采納。而且化學(xué)家按照書中所提出的方案行事：準(zhǔn)確地確定出相對原子重量和每種分子的原子數(shù)；定量分析化合物。當(dāng)然這個方案已取得徹底的成功。2

分壓的應(yīng)用利用道爾頓分壓定律和理想氣體狀態(tài)方程，在工業(yè)上可以確定瓦斯的壓力，保障礦下探查和開采的安全；3確定深海探測時潛水氧氣瓶的實際壓力4；在醫(yī)藥領(lǐng)域，幫助更有效的治療疾病。5

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

楊劍虹 - 教授 - 西南大學(xué)