Tabulka hustoty plynů
Tabulka shrnuje hustoty vybraných plynů. U plynů je nutné vždy počítat se závislostí na teplotě a tlaku, proto jsou hodnoty vhodné hlavně jako orientační přehled.
Hustota plynů je výrazně menší než hustota kapalin a pevných látek — typické hodnoty se pohybují kolem 0,1–6 kg/m³ při normálních podmínkách (0 °C, 101 325 Pa). Pro porovnání: voda má hustotu cca 1 000 kg/m³, tedy zhruba 800× více než vzduch.
Na rozdíl od kapalin a pevných látek je hustota plynu silně závislá na tlaku a teplotě. Pro ideální plyn platí stavová rovnice:
p · V = n · R · T
kde p je tlak, V objem, n látkové množství, R univerzální plynová konstanta a T absolutní teplota. Z toho plyne, že hustota plynu roste s tlakem a klesá s teplotou. Hodnoty v tabulce platí pro normální podmínky (0 °C, 101 325 Pa). Podrobnější vlastnosti vzduchu najdete na stránce Vzduch.
| Látka | Hustota [kg·m-3] | Poznámka |
|---|---|---|
| Acetylen | 1,147 | |
| Amoniak | 0,75 | [3] |
| Argon | 1,759 | |
| Bromvodík | 3,563 | [3] |
| Butan | 2,559 | [3] |
| Dusík | 1,234 | |
| Ethan | 1,24 | |
| Ethylen | 1,235 | |
| Fluor | 1,673 | [3] |
| Helium | 0,1762 | |
| Chlor | 3,12 | |
| Chlorovodík | 1,605 | |
| Krypton | 3,69 | |
| Kyslík | 1,409 | |
| Methan | 0,707 | |
| Neon | 0,888 | |
| Oxid dusnatý | 1,323 | |
| Oxid dusný | 1,938 | |
| Oxid siřičitý | 2,82 | [3] |
| Oxid uhelnatý | 1,234 | |
| Oxid uhličitý | 1,951 | |
| Ozon | 2,114 | [3] |
| Propan | 1,942 | |
| Sirovodík | 1,501 | |
| Vodík | 0,088 95 | |
| Vzduch (suchý) | 1,275 9 | |
| Xenon | 5,78 | [3] |
Zdroje:
Čmelík, M., Machonský, L., Šíma, Z. Fyzikální tabulky. Liberec: TU Liberec, 2001
[3] Mikulčák a kolektiv. Matematické, fyzikální a chemické tabulky pro střední školy. Praha: SPN Praha, 1988
Hustota suchého vzduchu
Hustota suchého vzduchu ρ při tlaku p a teplotě t:
ρ = (ρ0 / (1 + γ · t)) · (p / p0)
ρ0 = 1,276 kg·m-3
p0 = 100 000 Pa
γ = 0,003 66 K-1
Zdroj: Mikulčák a kolektiv. Matematické, fyzikální a chemické tabulky pro střední školy. Praha: SPN Praha, 1988
Proč helium stoupá vzhůru
Helium má hustotu 0,1762 kg/m³, zatímco suchý vzduch má hustotu 1,276 kg/m³ — helium je tedy přibližně 7× lehčí než vzduch. Vztlaková síla, která působí na heliový balónek, je daná Archimedovým zákonem: balónek „vytlačí“ stejný objem vzduchu, který má větší hmotnost než plyn uvnitř, a balónek proto stoupá vzhůru.
Vodík je s hustotou 0,089 kg/m³ ještě lehčí, ale kvůli vysoké hořlavosti se v balónech nepoužívá — po katastrofě vzducholodi Hindenburg v roce 1937 přešly všechny vzducholodě a balóny na helium.
Časté otázky
Proč se u plynů musí uvádět teplota a tlak?
Protože plyn je stlačitelný. Při vyšším tlaku má stejný objem plynu větší hmotnost, a tedy vyšší hustotu. Při vyšší teplotě se plyn rozpíná a hustota klesá.
Jaká je hustota vzduchu?
Suchý vzduch má při 0 °C a tlaku 101 325 Pa hustotu přibližně 1,293 kg/m³. Hodnota v tabulce pro 100 000 Pa je velmi blízká: 1,276 kg/m³.
Který plyn je lehčí než vzduch?
Výrazně lehčí než vzduch jsou například vodík a helium. Naopak oxid uhličitý, chlor nebo xenon jsou hustší než vzduch.
Doplňkový zdroj: Engineering ToolBox – Density of Gases.