什麼是分壓計算器?
分壓計算器可以算出混合氣體中,單一氣體所貢獻的壓力。它的原理來自「道爾頓分壓定律」(Dalton's Law of Partial Pressures),這是化學與物理中通用的基本定律,並不限於特定國家。當多種氣體共同存在於同一容器時,每一種氣體都會像獨自佔據整個空間一樣,施加屬於自己的壓力。只要提供兩個數值——混合氣體的總壓力,以及你關心的那種氣體的莫耳分率——這個工具就能迅速幫你算出該氣體所佔的壓力份額。
如何使用
輸入以下兩個必填數值,即可讀取計算結果:
- 總壓力(atm)——混合氣體中所有氣體合計的壓力,單位為標準大氣壓(atm)。
- 莫耳分率(0–1)——目標氣體所佔的比例,以 0 到 1 之間的小數表示(例如空氣中的氧氣約為 0.21)。
計算器會回傳該氣體的分壓(單位為 atm),同時將莫耳分率換算成百分比,讓你一眼就能看清氣體的組成比例。
公式說明
本工具採用以下公式:
Pi = Xi × Pt
其中 Pi 為該氣體的分壓,Xi 為其莫耳分率(0–1),Pt 則為混合氣體的總壓力。畫面上顯示的百分比,就是莫耳分率乘以 100 得出的結果。
範例試算
假設一組混合氣體的總壓力為 2.5 atm,其中氮氣的莫耳分率為 0.78。代入公式:
Pi = 0.78 × 2.5 = 1.95 atm
因此,氮氣的分壓為 1.95 atm,並佔整個混合氣體組成的 78%。
常見問題
什麼是莫耳分率?它是指某一種氣體的莫耳數,除以混合氣體中所有氣體的總莫耳數。因為是一個比值,所以數值一定落在 0 到 1 之間,而且混合氣體中所有氣體的莫耳分率相加後必定等於 1。
可以使用 atm 以外的壓力單位嗎?公式本身與單位無關——你算出的分壓單位,會與你輸入總壓力時所用的單位相同。本計算器的輸入欄位以標準大氣壓(atm)為單位,因此為了結果一致,建議先將其他單位(如 kPa、mmHg、bar)換算成 atm 再輸入。
如果所有氣體的莫耳分率加起來不等於 1 怎麼辦?正常情況下應該等於 1。若不等於 1,很可能是測量或四捨五入時出現了誤差。每一個算出的分壓加總起來,理論上應該等於你所輸入的總壓力。