道尔顿定律

道尔顿定律也叫分压定律，描述的是理想气体的特性。这一经验定律由约翰・道尔顿于 1801 年通过实验观察总结得出。在任何容器内的气体混合物中，如果各组分之间不发生化学反应，则每一种气体都均匀地分布在整个容器内，它所产生的压强和它单独占有整个容器时所产生的压强相同。也就是说，对于一定量的理想气体，在一定容积的容器中的压强仅与温度有关（气体混合物中各组分均遵循此规律）。

总结了这些实验事实，得出下列结论：某一气体在气体混合物中产生的分压等于在相同温度下它单独占有整个容器时所产生的压力；而气体混合物的总压强等于其中各气体分压之和，这就是气体分压定律。

例如，零摄氏度时，1mol 氧气在 22.4L 体积内的压强是 101.3kPa 。如果向容器内加入 1mol 氮气并保持容器体积不变，则氧气的压强还是 101.3kPa，但容器内的总压强增大一倍。可见，1mol 氮气在这种状态下产生的压强也是 101.3kPa 。

分压定律的本质在于理想气体分子的独立性：不同理想气体分子在容器中自由运动，其碰撞器壁产生的压强仅与自身的分子数量和体系温度相关，与容器内其他气体的存在无关。例如，在潜水员的氧气瓶中，氧气与氮气虽混合，但各自分压独立决定溶解度和生理效应，氧气分压过高会导致氧中毒，氮气分压过高则引发氮麻醉。

然而，实际气体在高压下会偏离分压定律。例如，压缩天然气（甲烷）在 20 MPa 时，分子间范德华力增强，实际分压比按道尔顿定律计算的理论值低约 8%。此时需引入压缩因子修正，但低压工业环境（如常压储罐）中仍可直接应用该定律。

在工业检漏中，基于道尔顿定律通过引入示踪气体（如氦气）实现精准漏率计算。其核心逻辑是：当系统充入示踪气体后，泄漏会导致示踪气体的量随泄漏流失，进而使系统内示踪气体分压发生可检测的变化，而系统总压保持恒定或按比例变化，通过分压变化的速率和比例可精准计算漏率。