分压和蒸气压的区别

分压和蒸汽压是常用的科学术语，与系统组件施加的压力有关，但它们的身份可能会让其他人感到困惑。这些术语之间有明确的区别，包括它们的作用和身份。本文将详细阐述这些术语的区别，还包括一些例子来揭开其应用的神秘面纱。

在我们深入研究蒸汽和分压的区别之前，下面首先强调压强的概念。压力在科学上被定义为单位面积上施加在物体或物质上的力。它也可以定义为相互碰撞的粒子所施加的力，通常用帕斯卡来测量。在粒子碰撞的情况下，利用气体方程和气体动力学理论来计算压力。

什么是蒸汽压?

蒸汽压适用于液体或固体相。它是在一个封闭系统中，当蒸汽和液体(固体)接触时，处于热力学平衡状态的蒸汽在一定温度下对其液体或固体状态施加的压力。这种压力是蒸发的结果，蒸发是由固体或液体上的热量增加引起的。温度被用作汽化的衡量标准，它与蒸汽压成正比。这意味着，温度越高，蒸汽压就越高。

在蒸发过程中，由于封闭系统中空气的较高动能，空气分子逸出。然后，当处于平衡状态时，蒸汽和冷凝的液体(固体)之间的蒸汽压上升。在分子间作用力较弱的溶液中，蒸汽压往往较大，相反，在分子间作用力较强的溶液中，蒸汽压则较小。

根据拉乌尔定律，理想混合物中也会出现蒸汽压。它指出，在一定温度下，液体或固体混合物中特定组分的蒸汽分压等于该组分的蒸汽压乘以其在混合物中的摩尔分数。下面的例子将说明这一点。

影响蒸气压的因素

分子身份
如上所述，分子力的类型决定了要施加的蒸气压量。如果力更强，则出现较少的蒸气压，如果较弱，则会产生更多的蒸气压。液体或固体的成分会影响蒸气压。

温度
更高的温度导致更高的蒸气压，因为它激活更多的动能来破坏分子力，使分子可以快速逃离液体表面。当蒸气压(饱和蒸气压)等于外部压力(大气压)时，液体将开始沸腾。较低的温度会导致低蒸气压，液体沸腾需要时间。

什么是分压？

分压的概念最早是由著名科学家约翰·道尔顿提出的。它催生了他的分压定律，该定律指出理想气体混合物施加的总压力等于单个气体的分压之和。假设一个特定的容器装满了氢气、氮气和氧气，总压力 PTOTAL 将等于氧气、氮气和氢气的总和。该混合物中任何气体的分压是通过将总压力乘以单个气体的摩尔分数来计算的。

简而言之，分压是混合物中特定气体施加的压力，就好像它在系统中单独起作用一样。在确定单个气体的分压时，可以忽略其他气体。该理论可以通过以下方法验证：例如，在230K的10.0L容器中注入0.6atm的O2，然后在相同温度下在相同尺寸的相同容器中注入0.4atm N2，然后最终组合气体以测量总压力；它将是两种气体的总和。这清楚地解释了非反应性气体混合物中单个气体的分压。

计算分压

计算分压绝对是轻而易举的，因为道尔顿定律[1]对此做出了规定。这将取决于提供的典型信息。例如，如果给出气体 A 和 B 混合物的总压力以及气体 A 的压力，则可以使用 PTOTAL = PA + PB 计算 B 的分压。剩下的就是代数操作了。但是在只给出了混合物的总压力的情况下，可以使用气体B的摩尔分数来确定是分压。摩尔分数，用X表示，可以通过将气体B的摩尔除以气体混合物的总摩尔数来找到。然后要找到分压，需要将摩尔分数 X 乘以总压力。下面的示例对此进行了详细说明。

示例2

将氮气和氧气的混合物分别注入2.5摩尔和1.85摩尔，注入总压力为4atm的20.0L容器中；计算氧气施加的分压。

溶液
混合物中的摩尔总数为 2.5 + 1.85 = 4.35 摩尔。氧气的摩尔分数 Xo 将为 1.85 摩尔/4.35 摩尔 = 0.425 摩尔。氧气分压将为 0.425 * 4atm = 1.7atm。剩余气体的分压可以按照相同的方法计算，也可以通过使用氧气和道尔顿分压定律阐述的总压力来计算，即非反应气体的总压力等于分压的总和。

蒸气压和分压的区别

从上面的解释中，很明显蒸气压和分压是两种不同的压力。蒸气压适用于液相和固相，而分压适用于气相。在向溶液中加入足够的热量后，蒸气压在相变中施加，从而导致其分子在封闭系统中逸出。

分压和蒸气压之间的主要区别在于，分压是混合物中单个气体施加的压力，就好像它在该系统中是单独的一样，而蒸气压是指蒸汽在其热力学平衡中施加的压力与其冷凝状态为液体或固体。下表简要比较了这些压力。

分压	蒸气压
它由液态或固体蒸气在其凝结相上平衡施加	它由非反应性气体混合物中的单个气体施加
拉乌尔定律解释得很好	道尔顿定律解释得很好
适用于固相和液相	仅适用于气相
与系统的表面积或体积无关	使用相同体积的气体计算
使用溶质的摩尔分数计算	使用气体的摩尔分数计算

蒸汽压和分压是两个重要的科学术语，分别用于确定蒸汽和气体在给定的封闭系统中在特定温度下施加的力的影响。它们的主要区别是应用区域与蒸汽压施加在液体或固体相上，而分压是施加在特定体积的理想气体混合物中的单个气体上。
分压可以根据道尔顿分压定律计算，而蒸汽压则可以根据拉乌尔定律计算。在任何给定的混合物中，每种气体成分都施加自己的压力，这被称为独立于其他气体的分压。当在温度不变的情况下将任意组分的物质的量翻倍时，它的分压就会增加。根据克劳修斯-克拉珀龙关系[2]，蒸汽压随着温度的升高而升高。
根据上述信息，应该能够区分蒸汽压和分压。也可以用摩尔分数乘以总压强来计算它们。我们已经给出了典型的例子来详细说明这些压力的应用。