Для расчёта плотности газов с использованием закона идеального газа можно применить формулу ρ = PM/RT, где M — молярная масса. 1

В этой формуле плотность газов прямо пропорциональна давлению и молярной массе и обратно пропорциональна температуре. 3

Пример расчёта: 1 нужно определить плотность газообразного кислорода при 5 атм и 27 °C. 1 Для этого используют формулу закона идеального газа: PV = nRT, где P — давление, V — объём, n — количество молей газа, R — газовая постоянная (0,0821 Л · атм / моль ·К), T — абсолютная температура. 1

Затем решают уравнение для объёма: V = (nRT)/P. 1 Теперь всё известно для определения объёма, за исключением количества молей газа. 1 Чтобы его найти, используют взаимосвязь между количеством молей и массой: n = m/MM, где n — количество молей газа, m — масса газа, MM — молекулярная масса газа. 1 Заменив n в первом уравнении, получают: V = (mRT)/(MMP). 1 Делят обе стороны на m: V/m = (RT)/(MMP). 1 Но плотность равна m/V, поэтому переворачивают уравнение: m/V = (MMP)/(RT) = плотность газа. 1

Теперь нужно подставить известные значения: плотность газообразного кислорода (O2) составляет 16 + 16 = 32 грамма/моль, P = 5 атм, T = 27 °C, но нужна абсолютная температура: T = 27 + 273 = 300 K. 1 Подставляют известные значения: m/V = (32 г/моль · 5 атм)/(0,0821 л · атм /моль · К · 300 К) = 6,5 г/л. 1

Таким образом, плотность газообразного кислорода при заданных условиях составляет 6,5 г/л. 1