Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Закон Дальтона — фундаментальный закон поведения газовых смесей: общее давление смеси идеальных газов, не вступающих в химическое взаимодействие, равно сумме парциальных давлений всех её компонентов. Этот закон лежит в основе термодинамических расчётов газовых смесей, газоанализа и проектирования дыхательной техники.
Закон Дальтона (закон парциальных давлений) сформулирован английским химиком Джоном Дальтоном в 1801–1802 годах. Он утверждает: каждый газ в смеси ведёт себя так, как если бы он один занимал весь объём при данной температуре, создавая своё парциальное давление. Суммарное давление смеси равно сумме этих давлений.
Закон Дальтона формула:
p = p₁ + p₂ + ... + pn = Σpi
где p — общее давление смеси (Па), pi — парциальное давление i-го компонента (Па), n — число компонентов.
Парциальное давление компонента связано с его мольной долей в смеси:
pi = xi·p, xi = ni/Σnj
где xi — мольная доля компонента (безразмерная), ni — количество молей. Сумма мольных долей всегда равна единице: Σxi = 1.
В основе закона лежит модель идеального газа: молекулы не взаимодействуют между собой, их собственный объём пренебрежимо мал. В такой модели каждый компонент «не замечает» остальных и создаёт давление независимо от них.
Давление газа возникает от ударов молекул о стенки сосуда. В идеальной смеси молекулы разных газов движутся независимо. Каждый компонент вносит в общее давление вклад, пропорциональный своей концентрации и средней кинетической энергии (то есть температуре).
Для смеси идеальных газов справедливо уравнение Менделеева–Клапейрона: pV = nRT, где n = Σni — общее количество молей. Для каждого компонента: piV = niRT. Из этого следует основная формула pi = xi·p.
Существует два эквивалентных способа описания газовой смеси:
Для идеальных газов оба закона выполняются строго; мольная, объёмная и парциальная доли совпадают: xi = Vi/V = pi/p.
Закон используется во всех инженерных расчётах с газовыми смесями.
Смесь содержит 2 моль N₂, 1 моль O₂, 1 моль CO₂ при общем давлении 400 кПа.
Общее число молей: n = 2 + 1 + 1 = 4. Мольные доли: x(N₂) = 0,5; x(O₂) = 0,25; x(CO₂) = 0,25.
Парциальные давления: p(N₂) = 200 кПа; p(O₂) = 100 кПа; p(CO₂) = 100 кПа. Сумма: 400 кПа — закон Дальтона выполнен.
Где закон работает строго:
Где есть отклонения:
Сильные стороны:
Ограничения:
Закон Дальтона — базовый инструмент работы с газовыми смесями. Он связывает общее давление с составом смеси через парциальные давления компонентов, позволяя рассчитать поведение воздуха, технических газов, дыхательных смесей и продуктов горения. Понимание границ применимости закона — ключ к корректному использованию его в инженерной практике: при высоких давлениях и сильных межмолекулярных взаимодействиях необходим переход к уравнениям состояния реальных газов.
Материал носит ознакомительный и образовательный характер. Автор не несёт ответственности за результаты практического применения изложенной информации без надлежащей проверки квалифицированным специалистом и сверки с действующей нормативно-технической документацией.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.