1根据道尔顿分压定律Bpp可见压力具有加和性
道尔顿分压定律
道尔顿分压定律科技名词定义中文名称：道尔顿分压定律英文名称：Dalton law of additive pressure定义：理想气体混合物的总压力为各组元气体分压力之和。
所属学科：电力（一级学科）；通论（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布描述的是理想气体的特性。
这一经验定律是在1801年由约翰·道尔顿所观察得到的。
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。
目录编辑本段简介道尔顿分压定律（也称道尔顿定律）描述的是理想气体的特性。
这一经验定律是在1801年由约翰·道尔顿所观察得到的。
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[1]。
也就是说，一定量的气体在一定容积的容器中的压强仅与温度有关。
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 。
道尔顿[2]（Dalton）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（law of partial pressure）。
需要注意的是，实际气体并不严格遵从道尔顿分压定律，在高压情况下尤其如此。
当压力很高时，分子所占的体积和分子之间的空隙具有可比性；同时，更短的分子间距离使得分子间作用力增强，从而会改变各组分的分压力。
这两点在道尔顿定律中并没有体现。
编辑本段人物英国科学家约翰·道尔顿在19世纪初把原子假说引入了科学主流。
证明道尔顿分压定律
证明道尔顿分压定律物理学是一门研究物质及其运动规律的学科，其中动态平衡是物质运动过程中不可或缺的一部分。
在研究物质的动态平衡过程中，道尔顿分压定律被广泛应用。
本文将详细介绍道尔顿分压定律的证明过程，希望能对物理学学习者有所帮助。
一、道尔顿分压定律的定义道尔顿分压定律是指，在混合气体中，各个组成气体所产生的压力，等于它们在混合气体中各自明压的压力之和。
即P = P1 + P2 + … + Pn。
其中P为混合气体的总压力，P1、P2、…、Pn为不同组分气体各自明压。
二、证明过程在一定体积内的混合气体中，假设有n种分子分别为A1、A2、...、An。
以Ai气体分子为研究对象，根据动理学理论，它们在该体积内的压力等于它们在该体积内行动所产生的撞击力之和。
即Pi = nAi * mi * g / V。
其中nAi为Ai分子在体积内的密度，mi为Ai分子的质量，g为重力加速度，V为体积。
所以，对于整个混合气体而言，混合气体的压力为P = P1 + P2 + … + Pn。
将该式化简可得P = n * m * g / V。
其中n、m均为混合气体的密度与平均分子质量。
得到该式后，我们可以将其归一化。
将该式除以混合气体的总分子数N得到P / N = (n1 / N) * m1 * g / V + (n2 / N) * m2 * g / V + ... + (nn / N) * mn * g / V。
其中n1 / N, n2 / N, ... , nn / N为各个气体在混合气体中所占的比重，即它们的摩尔分数。
将式子简化后，我们可以得到P / N = P1 / N + P2 / N + ... + Pn / N。
在等号两侧同时乘以混合气体的分子数，即P = N * P1 / N + N * P2 / N + ... + N * Pn / N，其中N * ni / N为混合气体中各分子数。
三、结论阐述由以上证明过程可以看出，当混合气体的分子数一定时，各个气体分子所产生的压力之和即为混合气体的总压力。
第2章 热力学第一定律
第2章 热力学第一定律思考题：1. 对一定量的理想气体，下列单纯PVT 过程是否可能：① 等温下绝热膨胀。
② 等压下绝热压缩。
③ 体积不变，而温度上升，且过程绝热。
④ 吸热而温度不变。
⑤ 温度不变，且压力不变。
2. 在一个带有无摩擦、无质量的绝热活塞的绝热气缸内充入一定量的气体。
气缸内壁绕有电阻丝，活塞上方施以一恒定压力，并与缸内气体成平衡状态，如图所示。
现通入一微小电流，使气体缓慢膨胀。
此过程为一等压过程，故Q p =ΔH ，该系统为一绝热系统，则Q p =0，所以此过程的ΔH=0。
此结论对否？3. 已知下述反应的Θ∆m r H ：① C(石墨) + 0.5 O 2(g) == CO(g) )(I H mr Θ∆ ② CO+ 0.5 O 2(g) == CO 2(g) )(II H mr Θ∆ ③ H 2(g) + 0.5 O 2(g) == H 2O(g) )(III H mr Θ∆ ④ 2H 2(g) + O 2(g) == 2H 2O(l) )(IV H mr Θ∆ (i) )(I H m r Θ∆，)(II H m r Θ∆，)(III H m r Θ∆，)(IV H m r Θ∆是否分别是CO(g) ，CO 2(g) ，H 2O(g)， H 2O(l)的Θ∆m f H ？(ii) )(I H mr Θ∆，)(II H m r Θ∆，)(III H m r Θ∆是否分别是C(石墨)，CO 2(g)，H 2(g)的Θ∆m C H ？4. 什么情况下，一个化学反应的Θ∆m r H 不随温度变化？选择题：1. 绝热水箱中装有水，水中绕有电阻丝，由蓄电池供给电流。
假设电池放电过程中无热效应，通电后电阻丝和水的温度皆有升高。
A ．Q=0，W<0，ΔU<0 B. Q<0，W>0，ΔU>0 C ．Q>0，W=0，ΔU>0D. Q=0，W>0，ΔU>0E. Q<0，W=0，ΔU<0① 以电池为系统，水和电阻丝为环境，上述正确的是② 以电阻丝为系统，水和电池为环境，上述正确的是③ 以水为系统，电阻丝和电池为环境，上述正确的是④ 以水和电阻丝为系统，电池为环境，上述正确的是⑤ 以电池和电阻丝为系统，水为环境，上述正确的是2. 使公式p p Q H =∆成立的条件是A 开放体系，只作膨胀功，P 体=P 外=常数B 封闭体系，可作任何功，P 体=P 外=常数C 封闭体系，只作有用功，P 体=P 外=常数D 封闭体系，只作膨胀功，P 体=P 外=常数E 封闭体系，只作膨胀功，P 始=P 终=P 外=常数3. 根据热力学第一定律，关于封闭体系的描述正确的是A. 吸热Q 是状态函数B. 对外做功W 是状态函数C. Q-W 是状态函数D. 热力学能U 是状态函数4. 下列说法，哪一种不正确？A. 焓只有在特定条件下，才与系统吸热相等B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量C. 焓是状态函数D. 焓是体系可以与环境进行热交换的能量5.下列说法正确的是A. 热容C不是状态函数B. 热容C与途径无关C. 恒压热容C p不是状态函数D. 恒容热容C v不是状态函数6.某体系经历一不可逆循环后，下列说法错误的是A. Q=0B. W=0C. ΔU=0D. ΔC p=0E. ΔC v=0F. ΔH=07.公式ΔU=Q+W适用于什么体系A. 开放体系B. 封闭体系C. 孤立体系8.下列说法正确的是A. 理想气体经历绝热自由膨胀后，其热力学能变化为零；B. 非理想气体经历绝热自由膨胀后，其热力学能变化不一定为零；C. 非理想气体经历绝热自由膨胀后，其温度不一定降低。
物化练习题
1.熵增加的放热反应是自发反应。
（×）2.第二类永动机是从单一热源吸热而循环不断对外作功的机器。
（×）3.在克拉贝龙方程中：dP/dT=ΔH/TΔV，ΔH和ΔV的符号可相同或不同。
（√）4.公式dS=nCVlnT2/T1只适用于理想气体的变温过程。
（×）5.因为ΔGθ=－RTlnK中，K是由平衡时的组成表示的，所以ΔGθ表示平衡时产物与反应物吉布斯自由能之差。
（×）6.因为Q,W不是系统的性质，而与过程有关,所以热力学过程中(Q－W)的值也应由具体过程决定。
（×）7.熵差ΔS就是过程的热温商。
（×）8.在孤立系统中发生的任何过程都是自发过程。
（√）9.可逆绝热过程必定是等熵过程。
（√）10.同一物质，当温度升高时，熵值增大。
（√）21.一定量的理想气体由0℃、200kPa的始态反抗恒定外压(p环=100kPa)绝热膨胀达平衡，则末态温度不变。
（×）23.在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则ΔH=Qp=0。
（×）24.对于同一始态出发的理想气体的绝热变化过程，W R=ΔU=n Cv,mΔT，W r =ΔU =n Cv,mΔT，所以W R=W r。
（×）25.自然界发生的过程一定是不可逆过程。
（√）26.溶液的化学势等于溶液中各组分化学势之和。
（×）27.熵增加的过程一定是自发过程。
（×）28.绝热可逆过程的∆S=0，绝热不可逆膨胀过程的∆S>0，绝热不可逆压缩过程的∆S<0。
（×）29.为了计算绝热不可逆过程的熵变，可以在始末态之间设计一条绝热可逆途径来计算。
（×）30.在同一稀溶液中组分B的浓度可用x B、m B、c B表示，因而标准态的选择是不相同的，所以相应的化学势也不同。
（×）31.水溶液的蒸气压一定小于同温度下纯水的饱和蒸气压。
1根据道尔顿分压定律Bpp可见压力具有加和性
第一章 思考题1．根据道尔顿分压定律B p p =∑。
可见压力具有加和性，应属于广度性质，此结论对吗？何故？2．指出下列公式适用的条件：（1）dU Q pdV δ=−（2）H U pV =+（3）;p V H Q U Q Δ=Δ=（4）21T p T H C dT Δ=∫和 21T V T U C dT Δ∫（5）21lnV W nRT V = （6）W p V =Δ（7）常数pV γ=（8）11221p V p V W γ−=− （9）12()1nR W T T δ=−− 3．判断下列说法是否正确：（1）状态固定后，状态函数都固定，反之亦然。
（2）状态函数改变后，状态一定改变。
（3）状态改变后，状态函数一定都改变。
（4）因为，V U Q Δ=p H Q Δ=，所以是特定条件下的状态函数。
,V P Q Q （5）恒温过程一定是可逆过程。
（6）气缸内有一定量的理想气体，反抗一定外压作绝热膨胀，则。
0p H Q Δ== （7）根据热力学第一定律，因为能量不能无中生有，所以一个体系若要对外作功，必须从外界吸收能量。
（8）体系从状态Ⅰ变化到状态Ⅱ，若0T Δ=则0Q =,无热量交换。
（9）在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则。
0p H Q Δ== （10）理想气体绝热变化过程中W (可逆) ＝V C T −Δ, W (不可逆) ＝，所以W (绝热可逆)＝W (绝热不可逆)。
V C T −Δ （11）一封闭体系，当始终态确定后：（a ）若经历一个绝热过程，则功有定值；（b ）若经历一个等容过程，（设0f W =），则Q 有定值；（c ）若经历一个等温过程，则内能有定值；（d ）若经历一个多方过程，则热和功的差值有定值。
4．回答下列问题：（1）用1:3的N 2和H 2在反应条件下合成氨，实验测得在和时放出的热量分别为和，用基尔霍夫定律验证时发现与下述公式不符，试解释原因？1T 2T 1()p Q T 2()p Q T 2121()()T r m r m r p T H T H T C d Δ=Δ+Δ∫T （2）从同一始态A 出发经三种不同途径到达不同终态，经等温可逆 ,经绝热不可逆:A B →A D → （a）若终态体积相同，问D 点位于BC 线上什么位置？（b）若终态压力相同，问D 位于BC 线上什么位置？图 (a) 图 (b)。
02章_热力学第一定律1
例：根据道尔顿分压定律 p pi 可见压力具有
加和性，应属于广度性质，i 此结论对么？
答：不对。压力是强度性质。在一个热力学平衡
体系中，当n,T,V一定时，压力p处处相等，不具
热，用符号Q 表示。 Q的取号： 体系吸热，Q>0； 体系放热，Q<0 。
功（work） 体系与环境之间传递的除热以外的其它能量
都称为功，用符号W表示。
环境对体系作功，W>0；体系对环境作功，W<0 。 Q和W都不是状态函数，其数值与变化途径有关。
膨胀功（体积功）We
1. 定义：体系（如：气体）在膨胀过程中对环境作的 功即膨胀功。
dV
nR dT V
MdV NdT
M T
V
T
nRT V2 V
VnR2
N V T
V
nR V T
VnR2
上述两式相等，符合对易关系，p为状态函数
（2）
W
pdV ,V nRT p
dV
V p
T
dp
V T
dT p
-
nRT p2
dp nR dT p
W pdV - nRT dp nR dT M dp N dT p
• 膨胀功在热力学中有着特殊的意义，事实上，膨胀 功称体积功更确切（包括体系被压缩时环境对体系 的作功）。
• 功的概念通常是以环境为作用对象的，微量体积 功 We 可用 -p外dV 表示：
We = -p外dV 式中 p外 为环境加在体系上的外压，即环境压力 p环。
2. 膨胀功We计算 • 设一圆筒的截面积为A，
道尔顿分压定律定义
道尔顿定律又称混合气体分压定律，是由英国化学家和物理学家道尔顿（J.John Dalton）提出来的。
该定律表明了各组分气体压力的相互独立和可线性叠加的性质，即相互不起化学作用的混合气体的总压力等于各组成气体分压力之和。
用数学式表达为：
P=P1+P2+…Pn
式中：P表示混合气体总压力，P1、P2、Pn表示各组成气体的分压力。
例如氨冷凝器中，氨气的分压力为1.28MPa，空气的分压力为0.11MPa，则总压力P=1.28+0.11=1.391MPa，也就是说氨制冷系统中混入空气后，会使压缩机的排气压力升高，故必须经常放空气。
从冷凝器上压力表的读数，以及从冷凝器下部测得的液态制冷剂的温度，可估算出冷凝器中空气的分压力。
物理化学热一习题
答案：（B）
19 在绝热钢瓶中氢气与氧气化合生成水，试判断该
过程的Q，W， △U和△H 的正负号。
绝热钢瓶相当于一个隔离系统，既绝热又恒容，所以Q＝0， W＝0， △U＝0。 以后凡是碰到绝热刚性容器中发生反应（不做非膨胀功）， 不管它放热还是吸热，气体分子数增加还是减少，这三个物 理量都等于零，隔离系统内能量守恒。
23（1）因为可逆热机的效率最高，可逆热机 的效率可以大于等于1吗？
（2）可逆热机的效率最高，在其它条件相同的 情况下，可逆热机带动的机车速度最快吗？
答：不能。如果ηR＞1,则违背热力学第 一定律。如果ηR=1,则违背热力学第二 定律。
答：不对，热力学不讨论速度问题。可逆过 程的特点之一就是变化过程无限缓慢，因此 在其它条件相同的情况下，可逆热机带动的 机车速度最慢。但它所带动的机车所运行的 距离应是最长的。
21 有一个封闭系统，若经历了一个Q＝0，W＝0， △U＝0的过程，则系统的状态并未改变，这样说对 不对？
答，不对，状态函数变化值为零并不意味着状态未 变。 热和功是伴随状态变化的两种能量交换方式，但也 有的状态变化不一定有热和功的交换。 例如，理想气体向真空膨胀，或在绝热钢瓶中发生 了化学反应等，这些 过程的 Q＝0，W＝0， △U＝0 ，但系统的状态明 显改变了。
但是焓的变化就不一定了，因为焓是定义出来的函数，它不 遵守能量守恒定律， 氢氧化合生成水，虽然放出一点热量，但由于气体分子数的 减少，钢瓶内压力下降， 根据焓的定义， △H ＝ △U+ △（PV）＝V △P，由于压力 下降所以△H 小于零。 若钢瓶内是氢气与氯气化合成氯化氢，因为气体分子数不变， 放热反应，体积不变，由于温度升高，压力也升高，所以焓 是增加的。
上题还可以如此问： 有人认为孤立体系状态改变时，内能是守恒量， 而焓不是守恒量，请对此加以评论并举例说明。
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第一章 思考题
1．根据道尔顿分压定律B p p =∑。
可见压力具有加和性，应属于广度性质，此结论对吗？何故？
2．指出下列公式适用的条件：
（1）dU Q pdV δ=−
（2）H U pV =+
（3）;p V H Q U Q Δ=Δ=
（4）21T p T H C dT Δ=∫和 2
1T V T U C dT Δ∫（5）21
ln
V W nRT V = （6）W p V =Δ（7）常数
pV γ=（8）11221p V p V W γ−=
− （9）12
()1nR W T T δ=−− 3．判断下列说法是否正确：
（1）状态固定后，状态函数都固定，反之亦然。
（2）状态函数改变后，状态一定改变。
（3）状态改变后，状态函数一定都改变。
（4）因为，V U Q Δ=p H Q Δ=，所以是特定条件下的状态函数。
,V P Q Q （5）恒温过程一定是可逆过程。
（6）气缸内有一定量的理想气体，反抗一定外压作绝热膨胀，则。
0p H Q Δ== （7）根据热力学第一定律，因为能量不能无中生有，所以一个体系若要对外
作功，必须从外界吸收能量。
（8）体系从状态Ⅰ变化到状态Ⅱ，若0T Δ=则0Q =,无热量交换。
（9）在等压下，机械搅拌绝热容器中的液体，使其温度上升，则。
0p H Q Δ== （10）理想气体绝热变化过程中W (可逆) ＝V C T −Δ, W (不可逆) ＝，
所以W (绝热可逆)＝W (绝热不可逆)。
V C T −Δ （11）一封闭体系，当始终态确定后：
（a ）若经历一个绝热过程，则功有定值；
（b ）若经历一个等容过程，（设0f W =），则Q 有定值；
（c ）若经历一个等温过程，则内能有定值；
（d ）若经历一个多方过程，则热和功的差值有定值。
4．回答下列问题：
（1）用1:3的N 2和H 2在反应条件下合成氨，实验测得在和时放出的热量
分别为和，用基尔霍夫定律验证时发现与下述公式不符，试解释原因？
1T 2T 1()p Q T 2()p Q T 2
121()()T r m r m r p T H T H T C d Δ=Δ+Δ∫T （2）从同一始态A 出发经三种不同途径到达不同终态，经等温可逆 ,
经绝热不可逆:
A B →A D → （a）若终态体积相同，问D 点位于BC 线上什么位置？
（b）若终态压力相同，问D 位于BC 线上什么位置？
图 (a) 图 (b)。