Wenn sich zwei oder mehr Gase denselben Behälter teilen, trägt jedes seinen eigenen Anteil zum Gesamtdruck bei – als ob die anderen nicht da wären. Diese einfache Idee, die 1801 von John Dalton formalisiert wurde, ist das Rückgrat aller Dinge, von der Gasmischung beim Tauchen bis hin zur Atmosphärenwissenschaft.
So funktioniert der Partialdruckrechner
Der Rechner wendet Daltons Partialdruckgesetz an: Pᵢ = Diese Beziehung gilt, weil sich in einem idealen Gasgemisch jedes Gas so verhält, als ob es allein den Behälter füllen würde – sein Druck hängt nur von seiner eigenen Menge, dem Volumen des Behälters und der Temperatur ab, nicht davon, welche anderen Gase vorhanden sind.
Der Rechner unterstützt drei komplementäre Ansichten: Berechnen von Partialdrücken aus Molen oder Molenbrüchen (Registerkarte „Partialdruck“), Berechnen nur der Molenbrüche einer Mischung (Registerkarte „Molenbruch“) und Summieren bereits bekannter Partialdrücke wieder zu einem Gesamtwert (Registerkarte „Gesamt“). Alle drei implementieren das gleiche Grundgesetz von unterschiedlichen Ausgangspunkten aus.
Eingaben und was sie bedeuten
Der Gesamtdruck ist der kombinierte Druck der gesamten Mischung in kPa, atm, bar, mmHg oder psi – der Standardatmosphärendruck auf Meereshöhe beträgt beispielsweise etwa 101,3 kPa (1 atm). Jede Gaszeile benötigt einen Namen und eine Menge: Mol (eine beliebige positive Zahl), wenn Sie wissen, wie viel von jedem Gas vorhanden ist, oder einen Molenbruch (als Dezimalzahl wie 0,4 oder als Prozentsatz wie 40 %), wenn Sie den Anteil jedes Gases bereits kennen.
Die Molenbrucheingabe akzeptiert beide Formen – der Rechner erkennt Prozentsätze automatisch (jeder Wert über 1) und normalisiert alle Brüche, sodass sie genau 100 % ergeben, auch wenn Sie Werte eingegeben haben aufgrund der Rundung leicht abweichend.
Grenzen und Randfälle
Daltons Gesetz geht von einem idealen Gasverhalten aus: vernachlässigbare intermolekulare Anziehung und molekulares Volumen. Reale Gasgemische weichen bei sehr hohem Druck oder sehr niedriger Temperatur davon ab, wo die Moleküle stärker interagieren – professionelle Anwendungen (Tiefseetauchen, industrielle Gasspeicherung) wenden Korrekturfaktoren an, die der Rechner nicht modelliert. Es wird außerdem davon ausgegangen, dass die Gase nicht chemisch miteinander reagieren; Reagierende Gemische (wie Verbrennungsprodukte) erfordern einen anderen Ansatz. Für alltägliche Chemie, Atmosphärenwissenschaften und Gasmischungsberechnungen bei normalen Drücken und Temperaturen ist die hier verwendete Näherung für das ideale Gas auf den Bruchteil eines Prozents genau.