기체 분압 계산기

돌턴 법칙을 적용해 이상 혼합 기체에서 특정 성분의 분압과 몰분율을 구합니다.

기체 분압
성분 몰수, 혼합 기체의 총 몰수, 전체 압력을 입력하세요. 압력 단위는 기압입니다.

분압 알아보기

분압은 혼합물 속 한 기체가 기여하는 압력을 나타냅니다. 돌턴 법칙에 따르면 서로 반응하지 않는 이상 기체 혼합물의 전체 압력은 모든 성분의 분압을 합한 값입니다. 각 기체는 혼합물과 같은 온도와 부피에서 용기를 혼자 차지한 것처럼 거동합니다. 이 개념은 기체 포집, 호흡 생리학, 대기 과학, 잠수, 연소 및 실험실 기체 제조에 쓰입니다. 이상 혼합물에서 성분의 분압은 몰분율에 전체 압력을 곱한 값입니다. 몰분율은 해당 성분의 몰수를 존재하는 모든 기체의 총 몰수로 나눈 값이며, 단위가 없고 영부터 일 사이입니다. 따라서 분자 수의 사십 퍼센트를 차지하는 기체는 전체 압력의 사십 퍼센트에 기여합니다. 이 계산기는 두 값을 모두 표시해 조성과 압력 기여도를 함께 확인할 수 있습니다. 모든 몰수는 같은 기준으로 계산해야 합니다. 혼합 기체의 총량에는 선택한 성분뿐 아니라 다른 모든 기체도 포함됩니다. 성분의 양은 총량을 초과할 수 없습니다. 전체 압력과 분압은 같은 단위를 사용하며, 이 페이지에서는 결과를 명확히 하기 위해 기압 단위로 입력받습니다. 성분과 총량의 단위만 같으면 몰, 밀리몰 또는 비례하는 분자 수 중 무엇을 사용해도 비율은 달라지지 않습니다. 돌턴 법칙은 수상 치환으로 기체를 모을 때 특히 유용합니다. 이때 측정 압력은 목표 기체의 압력과 수증기압을 함께 포함합니다. 전체 압력에서 포집 온도의 수증기 분압을 빼면 건조 기체의 압력을 구할 수 있습니다. 공기 중 산소의 몰분율은 약 0.21이므로 전체 압력이 일 기압일 때 이상적인 산소 분압은 약 0.21 기압입니다. 높은 고도에서도 산소 비율은 비슷하지만 대기 전체 압력이 낮아져 산소 분압이 감소합니다. 실제 기체는 높은 압력, 낮은 온도, 응축에 가까운 조건에서 이상적인 거동을 벗어납니다. 성분끼리 반응하거나 강하게 상호작용할 수도 있어 단순한 몰분율 비례 계산의 정확도가 떨어질 수 있습니다. 실제 측정에서는 습도, 온도 변화, 용존 기체, 기기 교정도 중요할 수 있습니다. 일반적인 수업 계산과 중간 압력의 혼합 기체에서는 돌턴 관계가 대체로 효과적인 모델입니다. 이상 범위를 벗어난 조건에서 공학적 정확도가 필요하면 측정된 퓨가시티나 적절한 상태 방정식을 사용하세요.

분압 계산 예시

각 예시는 성분 몰분율에 전체 압력을 곱합니다.

혼합 기체분압계산 설명
성분 2 mol, 총량 5 mol, 10 atm4 atm몰분율이 0.4이므로 해당 성분은 전체 압력의 사십 퍼센트에 기여합니다.
성분 0.75 mol, 총량 3 mol, 2.4 atm0.6 atm몰분율 0.25는 전체 압력의 사분의 일에 기여합니다.
산소 0.21 mol, 공기 1 mol, 1 atm0.21 atm해수면의 건조한 공기 중 산소를 근사한 이상적 예시입니다.

분압 계산 방법

  1. 관심 있는 기체 성분의 몰수를 입력하세요.
  2. 해당 성분을 포함한 모든 기체의 총 몰수를 입력하세요.
  3. 측정하거나 지정한 전체 압력을 기압 단위로 입력하세요.
  4. 분압 계산을 선택하고 몰분율과 분압을 확인하세요.

분압 계산기 자주 묻는 질문

돌턴 법칙은 무엇인가요?

서로 반응하지 않는 이상 혼합 기체의 전체 압력은 성분별 분압의 합이라는 법칙입니다. 각 분압은 몰분율과 전체 압력의 곱입니다.

분압은 전체 압력과 같은 단위를 사용하나요?

네. 몰분율에는 단위가 없으므로 전체 압력에 곱해도 압력 단위가 유지됩니다.

수상 치환으로 모은 기체는 어떻게 처리하나요?

수증기를 혼합물의 또 다른 성분으로 취급하세요. 전체 압력에서 측정 온도의 수증기압을 빼면 포집한 건조 기체의 압력을 구할 수 있습니다.

분압이 전체 압력을 초과할 수 있나요?

올바른 이상 혼합물에서는 성분 몰분율이 일을 넘을 수 없으므로 불가능합니다. 이런 결과는 양이나 압력 데이터가 일관되지 않음을 뜻합니다.

돌턴 법칙이 부정확해지는 경우는 언제인가요?

기체 간 상호작용이 강하거나 고압 또는 저온에서 응축에 가까워지면 편차가 커집니다. 이때는 퓨가시티와 실제 기체 상태 방정식을 이용한 정밀 계산이 필요합니다.