Rechner für ideale Gasdichte

Gasdichte beschreibt die Masse in einer Volumeneinheit. Bei einem idealen Gas folgt sie direkt aus dem idealen Gasgesetz. Ausgehend von Druck × Volumen = Stoffmenge × Gaskonstante × Temperatur wird die Stoffmenge durch Masse geteilt durch molare Masse ersetzt. Daraus ergibt sich Dichte = Druck × molare Masse ÷ Gaskonstante ÷ Temperatur. Dieser Rechner verwendet diese Umstellung mit der universellen Gaskonstante 8.314462618 Joule pro Mol Kelvin. Die Einheiten müssen zusammenpassen. Geben Sie Absolutdruck in Pascal, absolute Temperatur in Kelvin und molare Masse in Gramm pro Mol ein. Der Rechner wandelt die molare Masse vor der Auswertung in Kilogramm pro Mol um, sodass die Dichte in Kilogramm pro Kubikmeter angezeigt wird. Relativdruck ist ungeeignet, sofern er nicht zuvor in Absolutdruck umgerechnet wird. Eine Manometeranzeige von null in einem offenen Raum entspricht beispielsweise weiterhin etwa einer Atmosphäre Absolutdruck. Auch die Temperatur muss auf einer absoluten Skala vorliegen. Addieren Sie 273.15 zu Grad Celsius, um Kelvin zu erhalten. Eine Temperatur von 20 Grad Celsius entspricht daher 293.15 Kelvin. Die umgekehrte Temperaturabhängigkeit erklärt, warum ein Gas bei konstantem Druck durch Erwärmen weniger dicht wird. Die direkte Druckabhängigkeit erklärt den Dichteanstieg bei Verdichtung, wenn Temperatur und Zusammensetzung unverändert bleiben. Die molare Masse bestimmt die Masse eines Mols, weshalb schwerere Gase unter gleichen Bedingungen dichter sind als leichtere. Luft ist ein Gemisch statt eines reinen Gases, trockene Luft lässt sich aber häufig mit einer mittleren molaren Masse von etwa 28.97 g/mol beschreiben. Stickstoff hat etwa 28.01 g/mol, Sauerstoff etwa 32.00 g/mol, Kohlendioxid etwa 44.01 g/mol, Helium etwa 4.00 g/mol und Wasserstoff etwa 2.016 g/mol. Feuchtigkeit verändert die wirksame molare Masse der Luft, da Wasserdampf leichter ist als die Hauptbestandteile trockener Luft. Das ideale Gasmodell ist bei mäßigen Drücken und Temperaturen fern der Kondensation am zuverlässigsten. Reale Moleküle beanspruchen Raum und ziehen einander an, weshalb Gase bei hohem Druck oder nahe einer Phasengrenze vom idealen Verhalten abweichen können. Verwenden Sie dort für technische Aufgaben einen Kompressibilitätsfaktor oder eine reale Zustandsgleichung. Für Unterrichtsaufgaben, Lüftungsabschätzungen, Niederdruck-Prozessberechnungen und allgemeine Vergleiche ist die ideale Gasdichteformel nachvollziehbar und meist ausreichend genau. Stellen Sie vor der Interpretation sicher, dass Druck, Temperatur und Zusammensetzung denselben physikalischen Zustand beschreiben.