분압 계산기란?
분압 계산기는 여러 기체가 섞인 혼합물에서 특정 기체 하나가 차지하는 압력을 계산해 줍니다. 이 도구는 화학과 물리학에서 널리 쓰이는 보편적 원리인 돌턴의 분압 법칙(Dalton's Law of Partial Pressures)을 따르며, 특정 국가의 규정에 국한되지 않습니다. 여러 기체가 하나의 용기를 공유할 때, 각 기체는 마치 혼자 그 공간을 차지하고 있는 것처럼 자기만의 압력을 나타냅니다. 이 계산기를 이용하면 단 두 가지 값, 즉 혼합 기체의 총압력과 우리가 알고 싶은 기체의 몰분율만으로 그 개별 분압을 빠르게 구할 수 있습니다.
사용 방법
아래 두 가지 값을 입력하면 결과를 바로 확인할 수 있습니다.
- 총압력 (atm) — 혼합 기체에 포함된 모든 기체의 압력을 합한 값으로, 기압(atm) 단위로 입력합니다.
- 몰분율 (0~1) — 대상 기체가 차지하는 비율로, 0과 1 사이의 소수로 나타냅니다. (예: 공기 중 산소의 경우 0.21)
계산기는 해당 기체의 분압을 atm 단위로 알려 주며, 몰분율을 백분율로도 변환해 주어 기체 조성을 한눈에 파악할 수 있습니다.
공식 풀이
이 계산기는 다음 식을 사용합니다.
Pi = Xi × Pt
여기서 Pi는 해당 기체의 분압, Xi는 그 기체의 몰분율(0~1), Pt는 혼합 기체의 총압력입니다. 표시되는 백분율은 단순히 몰분율에 100을 곱한 값입니다.
계산 예시
어떤 혼합 기체의 총압력이 2.5 atm이고, 질소의 몰분율이 0.78이라고 가정해 보겠습니다. 값을 대입하면 다음과 같습니다.
Pi = 0.78 × 2.5 = 1.95 atm
따라서 질소의 분압은 1.95 atm이며, 전체 혼합 기체 조성의 78%를 차지합니다.
자주 묻는 질문
몰분율이란 무엇인가요? 특정 기체의 몰수를 혼합 기체 전체의 몰수로 나눈 값입니다. 비율이기 때문에 항상 0과 1 사이의 값을 가지며, 혼합물에 포함된 모든 기체의 몰분율을 더하면 1이 됩니다.
atm 외에 다른 압력 단위를 사용할 수 있나요? 공식 자체는 단위에 영향을 받지 않습니다. 총압력에 어떤 단위를 입력하든 분압은 동일한 단위로 나옵니다. 다만 이 계산기는 입력 항목을 기압(atm) 단위로 표시하므로, 결과의 일관성을 위해 kPa, mmHg, bar 등 다른 단위는 먼저 atm으로 환산한 뒤 입력하는 것이 좋습니다.
모든 기체의 몰분율을 더해도 1이 되지 않으면 어떻게 하나요? 원칙적으로는 1이 되어야 합니다. 그렇지 않다면 측정 오류나 반올림 오차가 있었을 가능성이 큽니다. 각 기체의 분압을 모두 더하면 입력한 총압력과 일치해야 합니다.
