Ist Stickstoff bzw ein Gemisch aus Stickstoff und Kohlendioxid 80:20 schwerer als Luft?
Ist Stickstoff bzw ein Gemisch aus Stickstoff und Kohlendioxid
80:20 schwerer als Luft?
Hallo Nadine !
Betrachtet man die von Dir genannten Gase bzw. deren Gemische als „Ideale Gase“ (bei 1013 mbar, 273,15 Kelvin), so wiegen ein Mol N2 (22,4 L) 28,014 g.
Luft besteht zu 78% aus N2 und zu 21% aus O2. Die mittlere Molmasse dieses Gemisches beträgt 28,5705 g/mol, wonach dann dieses 1 Mol Luft, welches auch wiederum 22,4 L Volumen hat, 28,5705 g wiegt.
Ein Gemisch von 80% N2 nd 20% CO2 hat ein mittleres Molgewicht von 31,213 g/mol. 22,4 L wiegen somit 31,213g.
Also: am leichtesten ist der reine Stickstoff, dann kommt die Luft und am schwersten ist Dein 80:20 Gemisch.
Achim
Ist Stickstoff bzw ein Gemisch aus Stickstoff und Kohlendioxid
80:20 schwerer als Luft?
Liebe Nadine,
der Stickstoff ist etwas leichter: 1,2505 g / l als Luft mit 1,2938 g pro Liter.
CO2 hat 1,9768 g/l.
Ein Gemisch aus 800ml N2 und 200 ml CO2 wiegt also 1,3958 g pro Liter und ist schwerer als Luft.
Alle Daten gelten für 1013 hPa und 273 K.
Gruß
Bernd
Danke erstmal für die Antworten. Verhält es sich genauso bei Raumtemperatur?
Ist Stickstoff bzw ein Gemisch aus Stickstoff und Kohlendioxid
80:20 schwerer als Luft?
Die Frage kann man auch ohne Rechnerei beantworten. Luft hat ungefähr eine Zusammensetzung von
4 N2 + O2
Dein Gemisch hat dagegen eine Zusammensetzung von
4 N2 + CO2
Es ist unschwer zu erkennen, daß Dein Gemisch zusätzlich zu den Bestandteilen der Luft ein Kohlenstoffatom enthält, was logischerweise zu einer höheren mittleren Molmasse führt.
Danke erstmal für die Antworten. Verhält es sich genauso bei
Raumtemperatur?
Im Prinzip ja. Wir sprechen hier zwar über REALE und nicht über IDEALE Gase aber der Unterschied ist sehr gering.
Also darf man „hochrechnen“, sind ja eh´ nur ca. 20 K
Gruß
Bernd
Ich glaub ich steh heut etwas auf´m Schlauch.
Wenn ich ein Gasgemisch habe, bleibt das denn überhaupt zusammen? Ist es möglich, das der leichtere Partner sich auf und davon macht, während der schwerere alleine zurückbleibt? Oder geht das nicht?
Danke
Nadine
Wenn ich ein Gasgemisch habe, bleibt das denn überhaupt
zusammen?
Ja. Jede Komponente des Gasgemisches versucht das gesamte zur Verfügung stehende Volumen auszufüllen. Wenn man also 4 Teile Stickstoff und ein Teil Kohlendioxid übereinanderschichtet, dann hat man nach einer gewissen Zeit ein homogenes Gasgemisch.
Ist es möglich, das der leichtere Partner sich auf
und davon macht, während der schwerere alleine zurückbleibt?
Oder geht das nicht?
Die spontane Entmischung zweier idealer Gase wäre ein Verstoß gegen den zweiten Hauptsatz der Thermondynamik, weil sich dabei die Entropie verringert.
Es geht aber, wenn man kräftig nachhilft. So können beispielsweise leichte Gase das Gravitationsfeld einen Planeten verlassen, während die schweren zurückbleiben, weil die Moleküle leicher Gase viel eher die Fluchtgeschwindigkeit erreichen. Eine andere Möglichkeit besteht darin die Gase in einer Zentrifuge zu trennen (so haben die Russen beispielsweise das Uran für ihre erste Atombombe angereichert).
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Hi Nadine,
prinzipiel ist das möglich, und zwar dann, wenn die mittlere Geschwindigkeit der Gasmoleküle höher ist als die sog. Fluchtgeschwindigkeit (das ist die Geschwindigkeit, die ein Körper haben muß, um aus dem Schwerefeld der Erde zu gelangen) sein. Die Fluchtgeschwindigkeit beträgt am Äquator 11.2 km/s. Wasserstoff und Helium können dem Gravitationsfeld der Erde entkommen (darum gibt es in der Erdatmosphäre so gut wie keinen Wasserstoff oder Helium). Die Entmischung findet bei normalen Bedingungen nicht statt. In Gasultrazentrifugen können Gase jedoch aufgrund ihrer unterschiedlichen Masse getrennt werden (diesen Vorgang nutzt man z.B. bei der Gewinnung von Uran-235).
Gruß, Florian
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