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ドルトンの分圧の法則

1802
  • John Dalton
Gas mixing apparatus in a vintage laboratory for thermodynamics applications.

(画像はイメージです)

ドルトンの法則によれば、反応しない気体の混合物では、全 プレッシャー 発揮される圧力は、個々の気体の分圧の合計に等しい。気体の分圧とは、同じ温度でその気体が単独で体積全体を占めた場合に発揮する圧力のことである。式は [latex]P_{text{total}} = sum_{i=1}^{n} p_i[/latex] である。

ジョン・ドルトンは、気体に関する実験に基づいて、1802年頃にこの法則を定式化しました。これは、混合気体中の異なる気体の粒子が互いに独立して作用することを示唆したため、彼の原子論の発展における重要なステップでした。この法則は理想気体に対して成り立ち、分子間相互作用が最小限となる低圧・高温の実在気体に対しては良い近似となります。混合気体中の単一気体の分圧([latex]p_i[/latex])は、そのモル分率([latex]x_i[/latex])と全圧([latex]P_{text{total}}[/latex])を用いて計算できます。[latex]p_i = x_i cdot P_{text{total}}[/latex]。この関係は、多くの実用的な場面で非常に役立ちます。例えば、スキューバダイビングでは、酸素の分圧が重要であり、深度で酸素分圧が高くなりすぎると、酸素中毒を引き起こす可能性があります。ダイバーは、特定の呼吸ガス混合物における安全な最大潜水深度を計算するために、ドルトンの法則を利用します。生理学では、肺胞における酸素と二酸化炭素の交換は、空気と血液中の分圧差によって促進されます。この法則はまた、水上でガスを採取する際に補正が必要な理由も説明しています。測定された全圧力には、その温度における水蒸気の分圧が含まれているため、採取したガスの圧力だけを求めるには、この水蒸気の分圧を差し引く必要があるからです。

UNESCO Nomenclature: 2212
熱力学

タイプ

抽象システム

混乱

実質的な

使用法

広く普及している

前駆物質

  • アントワーヌ・ラヴォアジエの空気の組成に関する研究
  • ロバート・ボイルによる気体の性質に関する実験
  • 粒子の集合体としての気体の概念の発展

アプリケーション

  • 安全なガス混合比(ナイトロックス、トライミックス)を計算するためのスキューバダイビング
  • 呼吸器医学は、肺におけるガス交換を理解するために用いられる。
  • 実験で水上気体を集めるための化学
  • industrial gas mixing and storage
  • ガス混合物を投与するための麻酔学

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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歴史的背景

ドルトンの分圧の法則

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

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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