Legea lui Dalton

Legea lui Dalton sau legea presiunilor parțiale este una din principalele legi ale gazelor și a fost enunțată de John Dalton în anul 1801.

La temperatură constantă, presiunea unui amestec de gaze este egală cu suma presiunilor pe care le-ar avea fiecare din gazele componente dacă ar ocupa singur volumul total, (presiunea amestecului de gaze este egală cu suma presiunilor parțiale ale gazelor pure care îl compun).

John Dalton (1766 - 1844)

$P=p_{1}+p_{2}+\cdots +p_{n}$

unde $p_{1},\ p_{2},\ p_{n}$ reprezintă presiunile parțiale ale fiecărei componente.

Aplicații

În scufundări

Aerul utilizat în scufundare este aerul atmosferic comprimat în buteliile aparatului de respirat sub apă, cu ajutorul compresorului. Aerul atmosferic este un amestec natural de gaze.

Compoziția aerului exprimată prin procent volumic al componentelor este următoarea:

• Oxigen (O₂): 20,93 %
• Azot (N₂): 78,10 %
• Argon (Ar): 0,9325 %
• Bioxid de carbon (CO₂): 0,01 %
• Hidrogen (H₂): 0,0018 %
• Neon (Ne): 0,0005 %
• Kripton (Kr): 0,0001 %
• Xenon (Xe): 0,00000 %

Suma concentrațiilor gazelor pure ce compun aerul este egală cu 100 %, iar suma fracțiilor volumice, r, ale acelorași componente este egală cu 1. r

Cu excepția oxigenului și azotului, suma concentrațiilor celorlalte gaze ce compun aerul este mai mică de 1%. În cadrul activităților de scufundare cu aer, se consideră că aerul este un amestec oxigen-azot (O₂, N₂ ), compus din 21 % oxigen și 79 % azot, respectiv 0,21 oxigen și 0,79 azot participație volumică:

$r_{O_{2}}\,+\,r_{N_{2}}\,=\,1$

Aplicată aerului, Legea lui Dalton se poate scrie:

$p_{aer}\,=\,p_{O_{2}}\,+\,p_{N_{2}}$

Presiunile parțiale ale fiecărui gaz component al aerului se calculează cu relațiile:

$p_{O_{2}}=r_{O_{2}}\times p_{aer}$

$p_{N_{2}}=r_{N_{2}}\times p_{aer}$

Pentru aer la presiunea atmosferică (p_aer = 1 bar în scară absolută), presiunile parțiale ale celor două componente gazoase sunt:

$p_{O_{2}}=0,21\times 1=0,21\,bar(sc.abs.)$

$p_{N_{2}}=0,79\times 1=0,79\,bar(sc.abs.)$

$p_{aer}=p_{O_{2}}+p_{N_{2}}=0,21+0,79=1\,bar(sc.abs)$

Pentru aer la 5 bar (sc. abs.), presiunile parțiale ale oxigenului și azotului sunt:

$p_{O_{2}}=0,21\times 5=1,05\,bar(sc.abs.)$

$p_{N_{2}}=0,79\times 5=3,95\,bar(sc.abs.)$

$p_{aer}=p_{O_{2}}+p_{N_{2}}=1,05+3,95=5\,bar(sc.abs.)$

În timpul coborârii, presiunea aerului respirat de scafandru crește odată cu creșterea adâncimii conform legii generale a hidrostaticii ($p\,=\,p_{at}+\rho gh$). Deoarece în timpul coborârii presiunea gazului respirat de scafandru din aparat crește, vor crește și presiunile parțiale ale oxigenului și azotului care îl compun.

Vezi și

• Accidente de scufundare
• Amestec respirator
• Legea Boyle-Mariotte
• Legea lui Henry
• Legea lui Raoult

Bibliografie

• G. Bourceanu, Fundamentele termodinamicii chimice, Editura Universității Al. I. Cuza, Iași, 1998
• E. Dragomirescu, L. Enache, Biofizică, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1993
• Mircea Degeratu, Aron Petru, Sergiu Ioniță: Manualul Scafandrului. Ed.Per Omnes Artes, București, 1999, ISBN 973-97916-5-4.
• I.G. Murgulescu, E. Segal: Introducere în chimia fizică, vol.II.1, Teoria molecular cinetică a materiei, Editura Academiei RSR, București, 1979
• I.G. Murgulescu, R. Vîlcu, Introducere în chimia fizică vol. III Termodinamică chimică, Editura Academiei RSR, București, 1982

Legături externe

• www.henrys-law.org