Задания № 8, 9 · ЕГЭ

Плотность смеси газов

Как определить плотность газовой смеси по составу и условиям
3 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Плотность смеси газов — это масса всей смеси, делённая на её общий объём. Её можно найти по массам и объёмам компонентов, а для смеси идеальных газов — также по молярным долям и молярным массам.

Плотность смеси газов
Физическая величина, равная отношению общей массы газовой смеси к её общему объёму: \(\rho_{\text{см}}=\frac{m_{\text{см}}}{V_{\text{см}}}\). В СИ плотность измеряется в \(\text{кг/м}^3\). Для идеальной смеси при одинаковых температуре и давлении плотность можно выразить через среднюю молярную массу смеси.
\(\rho\)
плотность
кг/м³
\(m\)
масса
кг
\(V\)
объём
м³
\(M\)
молярная масса
кг/моль

Формулы

Если известны массы \(m_i\) и объёмы \(V_i\) компонентов, то сначала складывают массы и объёмы: \(m_{\text{см}}=\sum m_i\), \(V_{\text{см}}=\sum V_i\). Поэтому

\[\rho_{\text{см}}=\frac{\sum m_i}{\sum V_i}\]

Если газы смешивают при одинаковых температуре и давлении, их объёмы складываются. При известных плотностях компонентов:

\[\rho_{\text{см}}=\frac{\sum \rho_i V_i}{\sum V_i}\]

Для идеальной газовой смеси, если \(x_i\) — молярная доля компонента, а \(M_i\) — его молярная масса, средняя молярная масса равна \(M_{\text{см}}=\sum x_iM_i\). Тогда при температуре \(T\) и давлении \(p\):

\[\rho_{\text{см}}=\frac{pM_{\text{см}}}{RT}=\frac{p\sum x_iM_i}{RT}\]

Здесь \(R\) — универсальная газовая постоянная. Формула применяется к смесям идеальных газов при известных давлении и температуре.

№
Пример

Смешали \(2\,\text{м}^3\) газа плотностью \(1\,\text{кг/м}^3\) и \(3\,\text{м}^3\) газа плотностью \(2\,\text{кг/м}^3\). Общая масса: \(m=1\cdot2+2\cdot3=8\,\text{кг}\), общий объём: \(V=2+3=5\,\text{м}^3\). Поэтому \(\rho_{\text{см}}=8/5=1{,}6\,\text{кг/м}^3\).

!
Не перепутайте

Нельзя просто складывать плотности компонентов или брать их обычное среднее. Плотность смеси зависит от того, сколько каждого газа взяли: массы и объёмы нужно учитывать с соответствующими долями.

Проверьте себя

В смеси равные объёмы двух газов имеют плотности \(1\) и \(3\,\text{кг/м}^3\). Какова плотность смеси?

Главное за минуту

Главное

  • Плотность смеси равна общей массе, делённой на общий объём.
  • По объёмам компонентов используют \(\rho_{\text{см}}=\frac{\sum\rho_iV_i}{\sum V_i}\).
  • Для идеальных газов при заданных \(p\) и \(T\): \(\rho_{\text{см}}=\frac{p\sum x_iM_i}{RT}\); подробный расчёт плотности смеси разбирается отдельно.