分壓和蒸氣壓是與系統元件施加的壓力量有關的常用科學術語，但它們的同一性可能會使其他人混淆。這些術語之間有著明顯的區別，包括它們的作用和同一性。本文將詳細闡述這些術語之間的區別。它還將包括一些例子來揭開其應用的神祕面紗。

在深入研究蒸汽壓和分壓之間的區別之前，讓我們先強調一下壓力的概念。壓力在科學上被定義為單位面積施加在物體或物質上的力。它也可以定義為相互碰撞的粒子所施加的力，通常用帕斯卡來測量。在粒子碰撞的情況下，用氣體方程和氣體動力學理論計算壓力。

什麼是蒸汽壓(vapor pressure)？

蒸氣壓可以應用於液相或固相。它是在封閉系統中，當蒸汽和液體（固體）接觸時，在給定溫度下，蒸汽在其熱力學平衡中對其液體或固體施加的壓力。這種壓力是由於蒸發而產生的，而蒸發是由於固體或液體上的熱量增加而產生的。因此，溫度被用作汽化的量度，它與蒸汽壓成正比。這意味著，溫度越高，蒸汽壓越高。

在蒸發過程中，空氣分子由於較高的動能逸出到封閉系統中的空氣中。當處於平衡狀態時，蒸汽壓力在蒸汽和其冷凝形式的液體（固體）之間產生。在分子間作用力較弱的溶液中，蒸氣壓往往更大，相反，在分子間作用力較強的溶液中，蒸氣壓較小。

蒸汽壓也可以發生在理想的混合物中，這可以用拉烏爾定律來解釋。它指出，液體或固體混合物**定組分的部分蒸汽壓等於該組分的蒸汽壓乘以給定溫度下該混合物中該組分的摩爾分數。下麵的例子將說明這一點。

Example 1.

Given an ideal mixture of 0.5 mol. ethanol and 1.5 mol. methanol with the vapor pressure of 30KPa and 52KPa, respectively, determine the partial vapor pressure of each component.

Solution:

The total number of moles is 1.5mol + 0.5mol = 2.0mol. According to Raoult’s Law, the partial vapor pressure is equal to the vapor pressure multiplied by the molar fraction of that particular component. In this case, the Pmethanol = 1.5/2 * 52 = 39KPa and Pethanol = 0.5/2 * 30 = 7.5KPa.

當你得到混合物中各組分的分蒸氣壓時，你可以把它們加在一起得到總蒸氣壓。在這方面，7.5+39給出了46.5KPa的乙醇和甲醇溶液混合物的總蒸汽壓。

影響蒸氣壓的因素

分子同一性

如上所述，分子力的型別決定了要施加的蒸汽壓的大小。如果力越強，則產生的蒸汽壓越小，如果力越弱，則產生的蒸汽壓越大。因此，液體或固體的成分會影響蒸汽壓。

溫度

溫度越高，蒸汽壓越高，因為它會啟用更多的動能來破壞分子力，從而使分子迅速逃離液體錶面。當蒸汽壓（飽和蒸汽壓）等於外部壓力（大氣壓）時，液體將開始沸騰。溫度越低，蒸汽壓越低，液體沸騰需要時間。

Dalton’s Law of Partial Pressures

什麼是分壓(partial pressure)？

分壓的概念最早是由著名科學家約翰道爾頓提出的。它產生了他的分壓定律，指出理想氣體混合物施加的總壓等於單個氣體分壓之和。假設一個特定的容器充滿了氫氣、氮氣和氧氣，總壓力PTOTAL等於氧氣、氮氣和氫氣的總和。混合物中任何氣體的分壓都是用總壓乘以單個氣體的摩爾分數來計算的。

簡而言之，分壓是混合物**定氣體施加的壓力，就好像它在系統中單獨起作用一樣。因此，在確定單個氣體的分壓時，可以忽略其他氣體。這一理論可以透過在230K的溫度下，將0.6atm的氧氣註入10.0L的容器中，然後在相同的溫度下，將0.4atm的氮氣註入相同尺寸的容器中，最後合併氣體來測量總壓力來驗證；它將是兩種氣體的總和。這清楚地解釋了非反應性氣體混合物中單個氣體的分壓。

計算分壓

由於道爾頓定律[1]對此作了規定，所以計算分壓是一件輕而易舉的事。這將取決於提供的典型資訊。例如，如果給出了氣體a和B的混合物的總壓力以及氣體a的壓力，則可以使用PTOTAL=PA+PB來計算B的分壓。剩下的是代數運算。但在只給出混合物總壓的情況下，可以用氣體B的摩爾分數來確定分壓。用X表示的摩爾分數可以用氣體B的摩爾數除以氣體混合物的總摩爾數得到。然後為了求分壓，你要用摩爾分數X乘以總壓。下麵的例子詳細說明瞭這一點。

Example 2.

A mixture of Nitrogen and Oxygen, with 2.5 moles and 1.85 moles, respectively, is injected in a 20.0L container with a total pressure of 4atm; calculate the partial pressure exerted by the Oxygen gas.

Solution:

The total number of moles in the mixture is 2.5 + 1.85 = 4.35 moles. So the molar fraction of Oxygen, Xo, will be 1.85 moles/4.35 moles = 0.425 moles. The partial pressure of Oxygen will be 0.425 * 4atm = 1.7atm. The partial pressure of the remaining gas can be calculated following the same approach or can be calculated by using the Oxygen gas and the total pressure as elaborated by Dalton’s law of Partial Pressures that the total pressure of non-reactive gases is equal to the sum of the partial pressures.

蒸汽分壓差

從上面的解釋，很明顯，蒸汽壓和分壓是兩個不同的壓力。蒸氣壓作用於液相和固相，而分壓作用於氣相。在向溶液中加入足夠的熱量後，蒸汽壓在相變中產生，從而導致其分子在封閉系統中逸出。

分壓和蒸氣壓之間的主要區別在於，分壓是混合物中單個氣體施加的壓力，就好像它在該系統中是單獨存在的一樣，而蒸氣壓是指蒸汽在其與液體或固體的冷凝狀態的熱力學平衡中施加的壓力。下表簡要比較了這些壓力。

收工！

蒸汽壓和分壓是兩個重要的科學術語，分別用於確定特定溫度下給定封閉系統中蒸汽和氣體作用力的影響。它們的主要區別在於應用範圍，蒸汽壓作用在液相或固相上，而分壓作用在給定體積的理想氣體混合物中的單個氣體上。

根據道爾頓分壓定律可以很容易地計算出分壓，而蒸氣壓則是根據拉烏爾定律來計算的。在任何給定的混合物中，每種氣體組分都施加自己的壓力，稱為獨立於其他氣體的分壓。當你把任何組分的摩爾數增加一倍，溫度保持不變，你就會增加它的分壓。根據克勞修斯-克拉珀龍關係式[2]，蒸汽壓隨著溫度的升高而增加。

利用上述資訊，你應該能夠區分蒸汽壓和分壓。你也可以用摩爾分數乘以總壓強來計算它們。我們給你們舉了一些典型的例子來詳細說明這些壓力的應用。