Tehtävän 362 aineisto

Daltonin osapainelaki kertoo, miten useasta eri kaasusta koostuvan kaasuseoksen paine saadaan laskettua.

Tarkastellaan tilannetta, jossa tilavuudessa [[$V$]] on kaasuja 1, 2, 3, ... ainemäärät [[$n_1, \, n_2, \, n_3,\dots$]]. Kaasun 1 osapaine [[$p_1$]] on se paine, joka tilassa vallitsisi, jos siellä olisi vain kaasua 1 ainemäärän [[$n_1$]] verran. Tämä osapaine voidaan laskea ideaalikaasulailla. Vastaavasti voidaan laskea kaikki muut osapaineet.

Daltonin osapainelain mukaan kaasuseoksen paine on sen osapaineiden summa: [[$p=p_1+p_2+p_3+\dots$]].

Laki on nimetty englantilaisen kemistin John Daltonin (1766–1844) mukaan.

John Dalton (Wikipedia)

Ilma on kaasuseos, jossa on typpeä 78 % ja happea 21 %. Sukellettaessa hengitettävän ilman paine kasvaa hydrostaattisen paineen takia. Riippumatta siitä, missä paineessa hengitettävä kaasu on kaasusäiliössä, sen paine hengitettynä keuhkoihin on sama kuin sukellussyvyydellä vallitseva kokonaispaine. Korkeammassa paineessa yhä enemmän kaasua liukenee vereen ja muihin kudosnesteisiin: liukenevan kaasun määrä on suoraan verrannollinen kaasun osapaineeseen. Mitä enemmän typpeä liukenee vereen, sitä hitaammin on noustava sukelluksista pois, jotta typpi ehtii poistua verestä, eikä muodosta kaasukuplia vereen. Hapen osalta vastaavaa ongelmaa ei ole, koska ihminen käyttää happea hengitykseen. Siksi sukellettaessa on hyvä käyttää hapen ja typen seosta, jossa happea on normaalia enemmän.

Happea ei kuitenkaan voi olla liian paljon, sillä puhdas happi on ihmiselle myrkyllinen. Tarkkaa maksimimäärää hapelle ei ole, vaan se riippuu mm. altistuksen, eli sukelluksen kestosta. Tyypillisenä rajana voidaan pitää, että hapen osapaine hengitettävässä kaasuseoksessa saa olla enintään 1,4 baaria.