Плотность газа
Плотность газа — это масса газа, приходящаяся на единицу объёма. Для идеального газа её можно рассчитать по молярной массе, давлению и абсолютной температуре: при увеличении давления плотность растёт, а при увеличении температуры — уменьшается.
Формула плотности идеального газа
Из уравнения состояния идеального газа \(pV=\frac{m}{M}RT\) и определения плотности \(\rho=\frac{m}{V}\) получаем:
Здесь \(M\) нужно выражать в килограммах на моль, \(p\) — в паскалях, а \(T\) — в кельвинах. Если температура дана в градусах Цельсия, сначала переведите её в абсолютную: \(T=t+273{,}15\).
Найдём плотность кислорода при давлении \(p=1{,}0\cdot10^5\) Па и температуре \(T=300\) К. Для кислорода \(M=0{,}032\) кг/моль. Подставим данные: \(\rho=\frac{1{,}0\cdot10^5\cdot0{,}032}{8{,}31\cdot300}\approx1{,}28\) кг/м³.
В формулу входит только абсолютная температура в кельвинах, а не температура в градусах Цельсия. Нельзя подставлять, например, \(27\) вместо \(300\) К: при \(27\,^{\circ}\mathrm{C}\) абсолютная температура равна примерно \(300\) К.
Как изменится плотность идеального газа при постоянных молярной массе и температуре, если давление увеличить в 2 раза?
Главное
- Плотность газа равна отношению массы к объёму: \(\rho=\frac{m}{V}\).
- Для идеального газа \(\rho=\frac{pM}{RT}\); давление и молярная масса увеличивают плотность, а температура уменьшает её.
- В расчётах используйте СИ и абсолютную температуру в кельвинах.