산소와 헬륨의 밀도 비

산소와 헬륨의 밀도 비

 

 

0℃에서 1 L의 용기 속에 분자량이 32인 산소와 분자량이 4인 헬륨을 각각 1기압이 되도록 채웠다. 산소와 헬륨의 밀도 비는 얼마인가?

 

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이상기체방정식으로부터, 기체의 압력은 다음과 같습니다.

PV = nRT

P = nRT / V

 

문제에서 각 기체의 압력이 같다고 했으니, 즉

산소의 압력(P) = 헬륨의 압력(P) 이므로,

 

( 산소의 몰수×RT / V ) = ( 헬륨의 몰수×RT / V )

 

가 됩니다. 위 식에서 R, T, V가 같으므로,

 

산소의 몰수(n) = 헬륨의 몰수(n)

 

가 됩니다.

 

몰수와 질량은 비례하므로, 또한 부피가 같으므로,

(밀도 = 질량 / 부피)

 

따라서 밀도 비는

산소의 밀도 : 헬륨의 밀도 = 산소의 질량 : 헬륨의 질량 = 32 : 4

= 8 : 1 이 됩니다.