gasdichtheid

Gasdichtheid, aangeduid met ρ, is de massa per eenheid volume van een gas. In SI-eenheden is dit kilogram per kubieke meter (kg/m³). Voor gassen die zich gedragen als ideale gassen geldt de relatie tussen druk (p), temperatuur (T) en molaire massa (M): ρ = p M / (R T), waarbij R de universele gasconstante is (R ≈ 8,314 J/(mol·K)). Een equivalente formulering maakt gebruik van de specifieke gasconstante R_specific = R / M: ρ = p / (R_specific T).

De dichtheid is afhankelijk van druk, temperatuur en samenstelling. Bij vaste druk neemt ρ toe als de temperatuur daalt, en bij vaste temperatuur neemt ρ toe bij toenemende druk. Bij gelijke p en T heeft een stof met een grotere molaire massa een hogere dichtheid.

Voor mengsels geldt onder de aanname van ideaal gas een vergelijkbare formule met het gemiddelde molaire gewicht M_mix. In reale gassen kan de compressibiliteitsfactor Z afwijken van 1; ρ = p M /(Z R T). Bij lage drukken is Z ≈ 1; bij hoge drukken of lage temperaturen kunnen afwijkingen aanzienlijk zijn.

Enkele standaardwaarden: droog lucht bij 0°C en 1 atmosferische druk heeft ongeveer 1,29 kg/m³; bij 20°C circa 1,20 kg/m³. Zwaardere gassen (bijv. krypton) hebben hogere dichtheden, terwijl lichtere gassen (bijv. waterstof) lagere dichtheden hebben.

Toepassingen en metingen: gasdichtheid is cruciaal in HVAC, aerodynamica, buoyantieberekeningen, gastransport in leidingen en veiligheid bij lekken. Dichtheid kan worden berekend met het ideale gasmodel of rechtstreeks worden gemeten met methoden zoals gaspycnometrie of massa-metingen in bekende volumes.