خطوات الاستخدام
الخطوة 1: فهم قانون دالتون للضغوط الجزئية. ينص القانون على أن الضغط الكلي لمخلوط من الغازات المثالية يساوي مجموع الضغوط الجزئية لكل غاز على حدة، حيث أن كل غاز يتصرف بشكل مستقل. رياضياً: P_total = P_1 + P_2 + ... + P_n، والضغط الجزئي للغاز i هو P_i = (n_i / n_total) * P_total، حيث n_i عدد مولات الغاز i، n_total عدد المولات الكلي، و P_total الضغط الكلي.
الخطوة 2: إدخال القيم المطلوبة في الحاسبة. ستحتاج إلى إدخال: - عدد المولات الكلي للمخلوط (n_total): وهو مجموع مولات جميع الغازات الموجودة. - عدد مولات الغاز المطلوب حساب ضغطه الجزئي (n_i). - الضغط الكلي للمخلوط (P_total) بوحدة الضغط التي تختارها (مثل atm, bar, kPa, mmHg). تأكد من أن الوحدات متسقة (مثلاً إذا كان الضغط الكلي بـ atm، فسيكون الناتج بـ atm).
الخطوة 3: حساب الضغط الجزئي. بمجرد إدخال القيم، تقوم الحاسبة بتطبيق قانون دالتون: P_i = (n_i / n_total) * P_total. الناتج هو ضغط الغاز i في المخلوط. على سبيل المثال، إذا كان لديك مخلوط من الأكسجين والنيتروجين، يمكنك حساب ضغط الأكسجين الجزئي باستخدام عدد مولاته.
الخطوة 4: تفسير النتيجة. الضغط الجزئي يمثل الضغط الذي سيمارسه هذا الغاز لو كان بمفرده في نفس الحجم وبنفس درجة الحرارة. في التطبيقات العملية، مثل الطب (الغوص) والكيمياء، يُستخدم الضغط الجزئي لحساب تركيز الغازات وتأثيرها. يرجى الانتباه إلى أن قانون دالتون يفترض سلوك الغاز المثالي، وهو تقريب جيد تحت الظروف العادية.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على الضغط الجزئي بخطوات الحل كاملة.
الحل
الحل:
- المعطيات: n_total = 10 mol, P_total = 200 atm.
- عدد مولات الأكسجين: n_O2 = 30% من 10 = 3 mol.
- عدد مولات الهيليوم: n_He = 70% من 10 = 7 mol.
- الضغط الجزئي للأكسجين: P_O2 = (3/10) * 200 = 60 atm.
- الضغط الجزئي للهيليوم: P_He = (7/10) * 200 = 140 atm.
- التحقق: 60+140=200 atm (يطابق الضغط الكلي).
هذه القيم مهمة للغواصين لمعرفة تأثير كل غاز على الجسم تحت الضغط العالي.
الحل
المعطيات: P_total = 1 atm, n_total = 100 mol.
- عدد مولات النيتروجين: n_N2 = 78 mol.
- عدد مولات الأكسجين: n_O2 = 21 mol (تجاهل الباقي لتبسيط الحساب).
- الضغط الجزئي للنيتروجين: P_N2 = (78/100)*1 = 0.78 atm.
- الضغط الجزئي للأكسجين: P_O2 = (21/100)*1 = 0.21 atm.
نلاحظ أن مجموع الضغوط 0.99 atm (بسبب تقريب النسب)، وهذا يوضح أن الأكسجين والنيتروجين يشكلان الجزء الأكبر من الضغط الجوي. يستخدم هذا المفهوم في فهم التنفس والطيران.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة الضغط الجزئي.
قيم مُدخَلة قياسية
- مجموع المولات (nt)
- 10
- مولات المكوّن i (ni)
- 1
- الضغط الكلي (Pt)
- 1
قيم مُدخَلة مرتفعة
- مجموع المولات (nt)
- 100,000
- مولات المكوّن i (ni)
- 1.7
- الضغط الكلي (Pt)
- 100,000
قيم مُدخَلة منخفضة
- مجموع المولات (nt)
- 500
- مولات المكوّن i (ni)
- 0.2
- الضغط الكلي (Pt)
- 500