【趣味物理题】空气的密度
郑涛(Tao Steven Zheng)著
【问题】
空气的成分大约是 80% 的氮气(nitrogen)和 20% 的氧气(oxygen)。计算正常温度和压力条件(normal temperature and pressure conditions,NTP)下的空气密度。
正常温度和压力条件(NTP) 定义为温度 20 摄氏度 (20 °C),压力为1大气压(1 atm)的条件。


【题解】
一、计算质量
氮气和氧气是双原子(diatomic)的,因此它们的摩尔质量(molar mass)为
1 摩尔空气的质量是
因此,1 摩尔空气的质量是 0.02880 kg。
二、计算体积
计算出正常温度和压力条件(NTP)下1摩尔空气的体积:
三、计算密度
空气密度等于质量除以体积:
所以