Dichte idealer Gase berechnen

Dichte aus dem idealen Gasgesetz

Ersetzt man die Gasstoffmenge durch Masse geteilt durch molare Masse, erhält man die Dichtebeziehung. Die Dichte ist proportional zu Absolutdruck und molarer Masse sowie umgekehrt proportional zur absoluten Temperatur. Bei demselben Gas und unveränderter Temperatur verdoppelt eine Druckverdopplung die Dichte. Der Rechner übernimmt Temperaturumrechnung und Einheitenumrechnung automatisch.

Beispiel und Grenzen

Stickstoff mit einer molaren Masse von 28,01 g/mol hat bei 0 °C und 101,325 kPa eine Dichte von etwa 1,25 kg/m³. Liegt eine gemessene Dichte vor, stellt der zweite Modus dieselbe Gleichung nach der molaren Masse um. Dieses Ergebnis allein identifiziert das Gas nicht. Molekulare Wechselwirkungen verursachen Abweichungen realer Gase vom idealen Modell. Verwenden Sie bei hohem Druck oder nahe der Kondensation reale Stoffdaten. Die molare Masse eines Gemischs darf nicht direkt mit Massenanteilen gemittelt werden.

Druckbezug und Temperaturbezug gemeinsam prüfen

Betrachten Sie ein Beispielgas mit einer vom Benutzer gewählten molaren Masse von 30 g/mol. Der absolute Druck sei 120 kPa, die Temperatur 26,85 °C. Die Umrechnung ergibt 26,85 + 273,15 = 300 K. Die molare Masse wird als 0,030 kg/mol und der Druck als 120000 Pa eingesetzt. Die Dichte beträgt 120000 × 0,030 / (8,314462618 × 300) ≈ 1,443 kg/m³. Die molare Masse ist kein behaupteter Tabellenwert für ein bestimmtes Gas. Im idealen Modell ergibt die Dichte multipliziert mit dem Volumen bei gleichem Druck und gleicher Temperatur die Gasmasse.

Prüfen Sie im Messprotokoll, ob Überdruck oder absoluter Druck vorliegt. Tragen Sie Überdruck nicht direkt als absoluten Druck ein. Kombinieren Sie ebenso keine Dichte einer kalten Leitung mit einem Volumen einer warmen Leitung. Stimmen Sie bei umgerechneten Volumenströmen zuerst die Bezugsbedingungen ab. Die aus einer gemessenen Dichte abgeleitete molare Masse setzt das ideale Modell voraus. Messfehler oder Abweichungen realer Gase bedeuten nicht automatisch eine andere Zusammensetzung. Halten Sie beim Vergleich andere Eingaben konstant. Da die Temperatur im Modell absolut ist, halbiert eine Verdopplung des Celsiuswerts die Dichte nicht.

Häufige Fragen

Wie berechnet man die Gasdichte aus der molaren Masse?

In diesem Beispiel beträgt die ideale Gasdichte bei 101,325 kPa Absolutdruck, 0 °C und einer molaren Masse von 28,01 g/mol etwa 1,25 kg/m³. Teilen Sie nach dem idealen Gasgesetz das Produkt aus Druck und molarer Masse durch Gaskonstante und absolute Temperatur. Prüfen Sie bei hohem Druck Abweichungen realer Gase gesondert.

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