Calculadora de Densidad de un Gas

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Fórmula

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Resultados

Densidad del gas
1,2925
kg/m³
Densidad 1,2925 g/L
Constante de los gases R 8,314462618 J/(mol·K)

¿Qué es la Calculadora de Densidad de un Gas?

Esta herramienta calcula la densidad de un gas ideal a partir de tres magnitudes medibles: la presión absoluta, la masa molar y la temperatura absoluta. Para ello reordena la ley de los gases ideales, \(PV = nRT\), de modo que la densidad (masa por unidad de volumen) quede expresada de forma directa. Se utiliza ampliamente en química, física, climatización (HVAC), combustión e ingeniería aeroespacial para cualquier gas que se comporte de manera aproximadamente ideal en las condiciones dadas.

Cómo usarla

Introduce la presión en pascales (Pa), la masa molar del gas en gramos por mol (g/mol) y la temperatura en kelvin (K). La calculadora devuelve la densidad en kilogramos por metro cúbico (kg/m³), un valor numéricamente idéntico a los gramos por litro (g/L). Como referencia, el aire seco tiene una masa molar de unos 28,97 g/mol; la presión atmosférica estándar es de 101325 Pa; y 0 °C equivalen a 273,15 K.

La fórmula explicada

Partiendo de \(PV = nRT\) y teniendo en cuenta que el número de moles \(n = m/M\) (la masa dividida entre la masa molar), sustituimos y dividimos ambos lados entre el volumen para obtener la densidad $$\rho = m/V = \frac{PM}{RT}.$$ Internamente, la calculadora convierte la masa molar de g/mol a kg/mol (dividiéndola entre 1000) para que el resultado salga en unidades del SI, es decir, en kg/m³, usando la constante de los gases \(R = 8{,}314462618 \ \text{J/(mol}\cdot\text{K)}\).

Gráfico de barras que compara las densidades de gases comunes en condiciones estándar
Los gases más ligeros, como el hidrógeno y el helio, son mucho menos densos que el dióxido de carbono.
Diagrama que muestra la relación de la fórmula de densidad de un gas entre presión, masa molar, temperatura y densidad
La densidad de un gas ideal es igual a la presión por la masa molar dividida entre R por la temperatura.

Ejemplo resuelto

Para el aire seco en condiciones estándar: \(P = 101325 \ \text{Pa}\), \(M = 28{,}97 \ \text{g/mol} = 0{,}02897 \ \text{kg/mol}\), \(T = 273{,}15 \ \text{K}\). Entonces $$\rho = \frac{101325 \times 0{,}02897}{8{,}314462618 \times 273{,}15} \approx \frac{2935{,}39}{2271{,}10} \approx 1{,}2925 \ \text{kg/m}^3,$$ un valor muy próximo al valor de referencia de los libros de texto, en torno a 1,29 kg/m³.

Preguntas frecuentes

¿Sirve para gases reales? Supone un comportamiento ideal, lo cual resulta preciso para la mayoría de los gases a temperatura ambiente y presiones moderadas. Cerca de la condensación o a presiones muy altas, conviene usar una ecuación de gas real con un factor de compresibilidad.

¿Por qué los kg/m³ dan el mismo número que los g/L? Porque \(1 \ \text{kg/m}^3 = 1000 \ \text{g} / 1000 \ \text{L} = 1 \ \text{g/L}\), así que ambas unidades comparten el mismo valor numérico.

¿Y si tengo la temperatura en grados Celsius? Conviértela primero a kelvin sumándole 273,15 antes de introducirla.

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