기체 분압 계산기(돌턴의 분압 법칙)

혼합 기체의 전체 압력과 각 성분의 몰분율(또는 몰수)을 이용해, 돌턴의 분압 법칙 P_i = x_i × P_total 로 각 성분의 분압을 계산합니다.

마지막 업데이트: 2026-09-01

분압 계산과 돌턴의 분압 법칙이란

분압 계산이란, 여러 기체가 섞인 혼합기체에서 각 성분 기체가 저마다 단독으로 미치고 있는 압력(분압)을 구하는 것입니다. 영국 화학자 존 돌턴이 제시한 돌턴의 분압 법칙에서는, 혼합기체의 전압은 모든 성분의 분압을 합한 값과 같고, 각 성분의 분압은 그 성분의 몰분율에 전압을 곱한 값(P_i = x_i × P_total)으로 나타냅니다. 공기 같은 가까운 혼합기체부터 다이빙의 호흡 기체까지, 성분별 압력을 알고 싶은 상황은 적지 않습니다.

이 도구에서는 전압과 각 성분의 비율을 입력하기만 하면, 돌턴의 분압 법칙에 근거해 각 성분의 분압을 자동으로 계산합니다. 비율의 입력은 몰분율과 몰수 가운데 어느 쪽이든 고를 수 있고, 몰분율의 합계가 1에서 벗어나 있어도 비율을 지킨 채 정규화해 계산하므로 잔 자리 조정에 고민할 필요가 없습니다. 계산은 모두 브라우저 안에서 끝나며, 입력한 수치가 외부로 전송되는 일은 없습니다.

분압 계산 사용법

입력 방법을 고릅니다 몰분율을 알고 있다면 「몰분율로 입력」, 각 성분의 물질량(몰수)을 알고 있다면 「몰수로 입력」을 고릅니다.
전압을 입력합니다 혼합기체 전체의 압력(P_total)을 입력합니다. 단위는 atm·kPa·Torr 등, 결과에 쓰고 싶은 단위로 통일해 주십시오.
각 성분의 값을 입력합니다 성분마다 몰분율 또는 몰수를 입력합니다. 성분은 「성분 추가」 버튼으로 2〜5종까지 늘리고 줄일 수 있습니다.
각 성분의 분압을 확인합니다 입력하는 즉시 각 성분의 몰분율과 분압이 표시됩니다. 「분압의 합계(검산)」가 전압과 일치하면 계산에 잘못이 없음을 확인할 수 있습니다.

더 잘 활용하기 위한 팁

몰수 모드에서는 각 성분의 몰수만 입력하면 되며, 몰분율은 자동으로 계산되어 합계가 항상 1이 됩니다.
몰분율 모드에서 합계가 1과 다를 경우, 비율을 유지한 채 자동으로 정규화되므로 약간의 입력 오차는 신경 쓰지 않아도 됩니다.
성분은 2〜5개까지 추가·삭제할 수 있습니다. 공기의 주요 성분(질소·산소·아르곤·이산화탄소)으로 시험해 보세요.
단일 기체의 압력·부피·온도·물질량 관계를 알아보려면, 자매 도구인 이상 기체 상태방정식 계산기(PV=nRT)가 유용합니다.

분압 계산이 도움이 되는 상황

공기의 조성에서 산소 분압을 구하기

질소·산소·아르곤·이산화탄소의 몰분율과 기압(전압)에서 각각의 분압을 한꺼번에 확인할 수 있습니다. 고지대나 고산병 논의에서 산소 분압이 화제가 되는 장면의 사전 조사에 적합합니다.

스쿠버다이빙의 호흡 기체 관리

수심에 따른 전압의 변화와 나이트록스 등 혼합 기체의 몰분율에서 산소 분압·질소 분압을 시산하여, 산소 중독이나 감압병의 위험을 생각할 때의 참고로 쓸 수 있습니다.

화학 실험에서 혼합기체의 압력 배분 확인

여러 기체를 같은 용기에 봉입하는 실험에서, 넣은 물질량(몰수)으로부터 각 성분이 어느 만큼의 압력을 나누어 맡는지를 미리 어림할 수 있습니다.

기체 상태방정식과의 조합

단일 성분의 압력·부피·온도·물질량의 관계를 먼저 구하고 싶다면, 자매 도구인 기체 상태방정식 계산기(PV=nRT)로 성분별 몰수를 구한 뒤, 이 도구로 분압으로 바꾸는 쓰임도 가능합니다.

포화수증기압과의 비교

습한 기체를 다룰 경우, 수증기의 분압이 포화수증기압 계산기로 구한 값을 넘지 않는지 확인하면, 결로나 과포화가 일어나고 있지 않은지의 가늠이 됩니다.

분압에 관한 용어

분압: 혼합기체 속에서 어떤 하나의 성분 기체가 단독으로 그 용기를 차지하고 있었다고 가정했을 때 나타내는 압력을 말합니다. 돌턴의 분압 법칙에 따라 성분의 몰분율에 전압을 곱한 값(P_i = x_i × P_total)으로 구합니다.
몰분율: 혼합기체 전체의 물질량(몰수)에 대한 어떤 성분 기체의 물질량의 비율을 말합니다. 0〜1의 값을 가지며, 모든 성분의 몰분율을 합하면 반드시 1이 됩니다.
돌턴의 분압 법칙: 혼합기체의 전압은 각 성분 기체의 분압을 단순히 합한 값과 같다는 법칙입니다. 1801년 영국 화학자 존 돌턴이 제시하였습니다.
전압: 여러 기체가 섞인 혼합기체 전체가 용기의 벽에 미치는 압력을 말합니다. 각 성분의 분압을 모두 더한 값과 일치합니다.
수상치환법: 발생시킨 기체를 물로 채운 용기 안으로 이끌어, 물을 밀어내며 기체를 모으는 실험 수법을 말합니다. 모은 기체에는 수증기가 섞이므로, 정확한 기체의 분압을 구하려면 전압에서 수증기의 분압(포화수증기압)을 빼야 합니다.
이상기체: 분자 사이의 힘이나 분자 자체의 부피를 무시할 수 있다고 가정한 가상의 기체를 말합니다. 돌턴의 분압 법칙이나 기체 상태방정식(PV=nRT)은 이 이상기체의 거동을 전제로 한 관계식입니다.

자주 묻는 질문

혼합 기체에서 각 성분 기체는 마치 자신만이 용기를 차지하고 있는 것처럼 행동하며, 혼합 기체의 전체 압력은 각 성분의 분압을 모두 합한 값과 같다는 법칙입니다. 각 성분의 분압은 그 성분의 몰분율에 전체 압력을 곱한 값(P_i = x_i × P_total)으로 구합니다.

몰분율이란 혼합 기체 전체의 물질량(몰수)에 대한 특정 성분 기체의 물질량 비율을 말합니다. 모든 성분의 몰분율을 합하면 반드시 1이 됩니다. 예를 들어 공기 중 질소의 몰분율은 약 0.78(78%)입니다.

인체가 산소를 얼마나 잘 흡수하는지는 산소의 비율(%) 자체가 아니라 산소 분압에 달려 있습니다. 고지대에서는 전체 기압이 낮아지기 때문에 산소 비율이 21%로 그대로여도 산소 분압이 낮아져 저산소증을 일으킵니다. 반대로 깊은 곳에서의 다이빙은 전체 압력이 높아져 산소 분압이 지나치게 높아지면서 산소 중독의 위험이 생깁니다.

이 도구는 입력한 몰분율의 합이 1과 크게 차이가 나면, 비율을 유지한 채 자동으로 정규화하여 계산합니다. 합계가 이미 1에 가까우면 입력한 값 그대로 계산됩니다.

여담 ― 분압이 생사를 가르는 순간

돌턴의 분압 법칙은 원자론으로 잘 알려진 영국의 화학자 존 돌턴이 1801년에 제안한 법칙입니다. 돌턴은 원래 기상학에 깊은 관심을 가지고 있었으며, 대기 중 수증기와 다른 기체의 거동을 연구하는 과정에서 여러 기체가 섞여 있어도 각 기체는 서로 독립적으로 행동하며, 혼합 기체의 전체 압력은 각 성분의 분압을 단순히 합한 값이 된다는 사실을 발견했습니다.

우리가 숨 쉬는 공기 자체도 질소(약 78%)·산소(약 21%)·아르곤(약 0.93%)·이산화탄소(약 0.04%) 등이 섞인 혼합 기체입니다. 지표면 부근의 기압을 1기압이라 하면 산소의 분압은 약 0.21기압이 되며, 바로 이 분압의 크기가 호흡을 통해 혈액에 산소가 흡수되는 효율을 좌우합니다.

분압 개념은 의학과 스포츠 과학 현장에서도 빼놓을 수 없습니다. 고산병은 고도가 높아짐에 따라 전체 기압이 낮아지고 산소 분압이 감소하면서 발생하며, 스쿠버 다이빙에서는 수심이 깊어질수록 전체 압력이 높아져 공기 중 질소의 분압이 상승해 혈액에 더 잘 녹아들면서 감압병(잠수병)의 원인이 됩니다. 분압을 올바르게 이해하는 것은 단순한 화학 계산에 그치지 않고 신체 안전과도 직결됩니다.

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