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Legge di Dalton delle pressioni parziali

1802
  • John Dalton
Apparecchio per la miscelazione dei gas in un laboratorio d'epoca per applicazioni termodinamiche.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

La legge di Dalton afferma che in una miscela di gas non reattivi, il totale pressione La pressione totale esercitata è pari alla somma delle pressioni parziali dei singoli gas. La pressione parziale di un gas è la pressione che esso eserciterebbe se occupasse da solo l'intero volume alla stessa temperatura. La formula è [latex]P_{text{totale}} = sum_{i=1}^{n} p_i[/latex].

John Dalton formulò questa legge intorno al 1802, basandosi sui suoi esperimenti con i gas. Fu un passo cruciale nello sviluppo della sua teoria atomica, poiché suggeriva che le particelle di gas diversi in una miscela agiscono indipendentemente l'una dall'altra. La legge è valida per i gas ideali ed è una buona approssimazione per i gas reali a basse pressioni e alte temperature, dove le interazioni intermolecolari sono minime. La pressione parziale di un singolo gas (p_i) in una miscela può essere calcolata utilizzando la sua frazione molare (x_i) e la pressione totale (P_totale): p_i = x_i ⋅ P_totale. Questa relazione è estremamente utile in molti scenari pratici. Ad esempio, nelle immersioni subacquee, la pressione parziale dell'ossigeno è fondamentale; se diventa troppo alta in profondità, può causare tossicità da ossigeno. I subacquei utilizzano la legge di Dalton per calcolare la massima profondità operativa sicura per una data miscela di gas respiratori. In fisiologia, lo scambio di ossigeno e anidride carbonica negli alveoli polmonari è guidato dalle differenze di pressione parziale tra l'aria e il sangue. La legge spiega anche perché la raccolta di un gas sopra l'acqua richiede una correzione, poiché la pressione totale misurata include la pressione parziale del vapore acqueo a quella temperatura, che deve essere sottratta per trovare la pressione del solo gas raccolto.

UNESCO Nomenclature: 2212
- Termodinamica

Tipo

Sistema astratto

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • L'opera di Antoine Lavoisier sulla composizione dell'aria
  • Gli esperimenti di Robert Boyle sulle proprietà dei gas
  • Lo sviluppo del concetto di gas come insieme di particelle

Applicazioni

  • immersioni subacquee per il calcolo delle miscele di gas sicure (nitrox, trimix)
  • medicina respiratoria per comprendere lo scambio gassoso nei polmoni
  • chimica per la raccolta di gas sull'acqua negli esperimenti
  • gas industriale miscelazione e stoccaggio
  • anestesiologia per la somministrazione di miscele di gas

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • sistemi intelligenti di supporto vitale per veicoli spaziali che regolano la composizione del gas in base ai sensori di pressione parziale
  • confezionamento alimentare avanzato che utilizza pressioni parziali specifiche di gas inerti per massimizzare la durata di conservazione
  • analizzatori atmosferici in tempo reale per il monitoraggio dell'inquinamento che identificano i componenti in base alla pressione parziale
  • circuito chiuso anesthesia systems that maintain precise partial pressures of anesthetic agents
  • attrezzature di terraformazione per altri pianeti che creerebbero un'atmosfera respirabile gestendo le pressioni parziali
  • camere iperbariche per l'agricoltura per accelerare la germinazione dei semi
  • membrane di separazione dei gas che lavorano su differenziali di pressione parziale
  • sensori per il rilevamento di miscele di gas esplosive mediante il monitoraggio delle pressioni parziali
  • stoccaggio in atmosfera controllata per la conservazione di reperti storici
  • medical ventilators that deliver customized gas blends based on patient’s blood gas levels
Argomenti correlati: legge di Dalton, pressione parziale, miscela di gas, John Dalton, pressione totale, frazione molare, immersioni subacquee, gas ideale, termodinamica, chimica.

Contesto storico

Legge di Dalton delle pressioni parziali

1800
1800
1802
1802
1810
1816
1816-11-16
1800
1800
1801
1802
1808
1811
1816-11-16
1820

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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