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理想氣體分壓定律
描述理想氣體特性的定律
定律簡介
道爾頓分壓定律（也稱道爾頓定律）描述的是理想氣體的特性。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。可見， 1mol 氮氣在這種狀態(tài)下產(chǎn)生的壓強也是 101.3kPa 。
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)生的分壓等于在相同溫度下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）。
即理想氣體混合物中某一組分B的分壓等于該組分單獨存在于混合氣體的溫度T及總體積V的條件下所具有的壓力。而混合氣體的總壓即等于各組分單獨存在于混合氣體溫度、體積條件下產(chǎn)生壓力的總和。這即為道爾頓分壓定律。
道爾頓定律只適用于理想氣體混合物，實際氣體并不嚴格遵從道爾頓分壓定律，在高壓情況下尤其如此。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。這兩點在道爾頓定律中并沒有體現(xiàn)。
學說
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。
德謨克利特的學說未被亞里士多德接受，在中世紀受到了忽視，對現(xiàn)代科學沒有什么影響。但是17世紀有幾個包括艾薩克·牛頓在內(nèi)的主要科學家支持過類似的學說。不過早期的原子學說都沒有定量表達，也沒有用于科學研究，最根本的是誰也沒有看到哲學的假想和化學的嚴酷事實之間存在的聯(lián)系。
這就是道爾頓的貢獻所在。他提出了一個明了的定量學說，可以用來解釋化學實驗，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)目相當之大，但是不同原子種類的數(shù)目卻是非常之?。ㄋ脑辛谐?0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”。
道爾頓的學說非常具有說服力，不到二十年的時間就為大多數(shù)科學家所采納。而且化學家按照書中所提出的方案行事：準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。當然這個方案已取得徹底的成功。
原子假說的重要性是不易被夸大的。它是我們認識化學的主要學說，而且在很大程度上是現(xiàn)代物理學的一個不可缺少的序幕。只是因為在道爾頓以前就有人經(jīng)常討論原子論，所以他在此冊中的名次并不很高。
知識
推導(dǎo)
設(shè)混合氣體中第i種組分的氣體的物質(zhì)的量為
，分壓為
，混合氣體中，各組分氣體總的物質(zhì)的量為n，混合氣體的總壓為p，V為混合氣體總體積。
則
;(1)
(3)
根據(jù)分體積的概念，道爾頓分壓定律還可以表示為
。
知識擴展
實際氣體都不同程度地偏離理想氣體定律。偏離大小取決于壓力、溫度與氣體的性質(zhì)，特別是取決于氣體液化的難易程度。對于處在室溫及1大氣壓左右的氣體，這種偏離是很小的，最多不過百分之幾。如氧氣和氫氣是沸點很低的氣體（-183攝氏度和-253攝氏度），在25攝氏度和1大氣壓時，摩爾體積與理想值的偏差在0.1%以內(nèi)。而沸點較高的二氧化硫和氯氣(-10攝氏度與-35攝氏度)，在25攝氏度與1大氣壓下就不很理想。它們的摩爾體積比按理想氣體定律預(yù)計的數(shù)值分別低了24%與16%。當溫度較低、壓力較高時，各種氣體的行為都將不同程度地偏離理想氣體的行為。此時需要考慮分子間的引力和分子本身的體積重新構(gòu)造氣體狀態(tài)方程。
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