Плотность газа является одной из его важнейших характеристик. Говоря о плотности газа, обычно имеют в виду его плотность при нормальных условиях (т. е. при температуре и давлении ). Кроме того, часто пользуются относительной плотностью газа, под которой подразумевают отношение плотности данного газа к плотности воздуха при тех же условиях. Легко видеть, что относительная плотность газа не зависит от условий, в которых он находится, так как, согласно законам газового состояния, объемы всех газов меняются при изменениях давления и температуры одинаково.
Определение плотности газа можно осуществить так. Взвесим колбу с краном дважды: один раз откачав из нее по возможности полностью воздух, другой раз наполнив колбу исследуемым газом до давления, которое должно быть известно. Разделив разность масс на объем колбы , который надо определить предварительно, найдем плотность газа при данных условиях. Затем, воспользовавшись уравнением состояния, найдем плотность газа при нормальных условиях . Действительно, положив в формуле (238.1) и умножив числитель и знаменатель левой части формулы на массу газа , получим
.
Принимая во внимание, что и , находим
.
Результаты измерений плотности некоторых газов приведены в табл. 7. Последние два столбца указывают на пропорциональность между плотностью газа и его относительной молекулярной массой (в случае гелия — атомной массой).
Таблица 7. Плотность некоторых газов при нормальных условиях
Газ | Плотность | Отношение к плотности воздуха | Отношение к плотности водорода | Относительная молекулярная масса |
Воздух | 1,293 | 1 | 14,5 | 29 (средняя) |
Водород | 0,0899 | 0,0695 | 1 | 2 |
Азот | 1,25 | 0,967 | 14 | 28 |
Кислород | 1,43 | 1,11 | 16 | 32 |
Углекислый газ | 1,977 | 1,53 | 22 | 44 |
Гелий | 0,179 | 0,139 | 2 | 4 |
Комментарии: (0)