Calculadora de densidade de gás ideal

A densidade de um gás descreve a massa contida em uma unidade de volume. Para um gás ideal, ela decorre diretamente da lei dos gases ideais. Partindo de pressão × volume = quantidade de matéria × constante dos gases × temperatura e substituindo a quantidade de matéria pela massa dividida pela massa molar, obtemos densidade = pressão × massa molar ÷ constante dos gases ÷ temperatura. Esta calculadora aplica essa reorganização usando a constante universal dos gases de 8.314462618 joules por mol kelvin. As unidades precisam ser consistentes. Informe pressão absoluta em pascals, temperatura absoluta em kelvin e massa molar em gramas por mol. A calculadora converte a massa molar para quilogramas por mol antes de avaliar a equação, portanto a densidade exibida fica em quilogramas por metro cúbico. Pressão manométrica não é adequada sem antes ser convertida em absoluta. Por exemplo, uma leitura manométrica de zero em uma sala aberta ainda corresponde a aproximadamente uma atmosfera de pressão absoluta. A temperatura também deve usar uma escala absoluta. Some 273.15 aos graus Celsius para obter kelvin. Assim, 20 graus Celsius equivalem a 293.15 kelvin. A relação inversa com a temperatura explica por que um gás fica menos denso quando aquecido a pressão constante. A relação direta com a pressão explica por que a compressão aumenta a densidade se temperatura e composição não mudarem. A massa molar determina a massa de cada mol, portanto gases mais pesados são mais densos nas mesmas condições. O ar é uma mistura, não um gás puro, mas o ar seco pode muitas vezes ser representado por uma massa molar média próxima de 28.97 g/mol. O nitrogênio tem cerca de 28.01 g/mol, o oxigênio 32.00 g/mol, o dióxido de carbono 44.01 g/mol, o hélio 4.00 g/mol e o hidrogênio 2.016 g/mol. A umidade altera a massa molar efetiva do ar porque o vapor de água é mais leve que os principais componentes do ar seco. O modelo de gás ideal é mais confiável em pressões moderadas e temperaturas distantes da condensação. Moléculas reais ocupam espaço e se atraem, de modo que os gases podem se afastar do comportamento ideal em alta pressão ou perto de uma fronteira de fase. Para engenharia nessas regiões, use um fator de compressibilidade ou uma equação de estado de gás real. Em exercícios, estimativas de ventilação, cálculos de processos de baixa pressão e comparações gerais, a fórmula é clara e normalmente suficientemente precisa. Sempre confirme que pressão, temperatura e composição correspondem ao mesmo estado físico antes de interpretar o resultado.