Как связаны давление и плотность газа?

Давление и плотность газа связаны между собой законом идеального газа и уравнением состояния.

Закон идеального газа утверждает, что давление (P) и объем (V) идеального газа пропорциональны его абсолютной температуре (T) при постоянной массе газа и постоянном количестве вещества:

P * V = n * R * T

где:
P — давление газа,
V — объем газа,
n — количество вещества (в молях),
R — универсальная газовая постоянная,
T — абсолютная температура газа.

Плотность газа (ρ) определяется как масса газа (m) в единице объема (V):

ρ = m / V

Если предположить, что масса газа не меняется, то плотность газа остается постоянной.

Из уравнения состояния идеального газа можно выразить массу газа (m) следующим образом:

m = n * M

где:
M — молярная масса газа.

Теперь мы можем заменить массу газа (m) в выражении для плотности газа:

ρ = (n * M) / V

Таким образом, плотность газа пропорциональна отношению количества вещества газа (n) к объему газа (V), а также его молярной массе (M). В уравнении состояния идеального газа, давление (P) и температура (T) также влияют на плотность газа через универсальную газовую постоянную (R).

В общем случае, при постоянной массе газа и постоянном количестве вещества, увеличение давления газа приводит к увеличению его плотности, а увеличение объема газа приводит к уменьшению его плотности.