* La densità è la chiave: La massa di una sostanza dipende dalla sua densità. La densità è definita come massa per unità di volume.
* Compressibilità dell'aria: L'aria è comprimibile. Ciò significa che la sua densità cambia con la pressione. Pressione più elevata significa che le molecole d'aria sono piene di più, portando a una maggiore densità.
* Legge ideale del gas: La relazione tra pressione, volume, temperatura e numero di moli (e quindi massa) di un gas è descritta dalla legge sul gas ideale:
pv =nrt
Dove:
* P =pressione
* V =volume
* n =numero di moli
* R =costante di gas ideale
* T =temperatura (in kelvin)
Per calcolare la massa di 5 litri di aria a 20 gradi Celsius, è necessaria la pressione:
1. Converti la temperatura in Kelvin: 20 gradi Celsius + 273,15 =293,15 K
2. Supponiamo una pressione: Supponiamo che la pressione atmosferica standard, che è di circa 1 atm (101.325 kPa).
3. Usa la legge sul gas ideale per trovare il numero di moli (N).
4. Calcola la massa usando la massa molare d'aria (circa 28,97 g/mol).
Esempio:
Diciamo che la pressione è 1 atm.
1. n =pv / rt =(1 atm * 5 L) / (0,0821 l * atm / mol * k * 293,15 K) ≈ 0,21 moli
2. massa =n * massa molare =0,21 moli * 28,97 g/mol ≈ 6,08 grammi
Pertanto, 5 litri di aria a 20 gradi Celsius e 1 atm di pressione ha una massa di circa 6,08 grammi.
