§ 240. Плотность газов

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