Для определения плотности азота при заданных условиях температуры и давления мы можем воспользоваться уравнением состояния идеального газа. Уравнение состояния идеального газа выглядит следующим образом:
где:
- — давление ,
- — объем ,
- — количество вещества ,
- — универсальная газовая постоянная ),
- — температура .
Для определения плотности нам нужно выразить массу вещества в единице объема. Плотность можно найти как:
где — масса газа.
Зная, что , где — молярная масса азота \approx 28 \, \text{г/моль} = 0.028 \, \text{кг/моль} )), можем переписать уравнение состояния идеального газа в следующем виде:
Преобразуем это уравнение для нахождения плотности :
Теперь подставим известные значения:
- Давление ,
- Температура ,
- Универсальная газовая постоянная ,
- Молярная масса азота .
Подставим все значения в формулу:
Выполним вычисления:
Таким образом, плотность азота при температуре 27 градусов Цельсия и давлении 100 кПа составляет приблизительно .