Das Volumen von Luft berechnen - so geht's

Die molare Masse von Luft

Um zu berechnen, welches Volumen eine bestimmte Menge Luft hat, müssen Sie erst einmal herausfinden, welche molare Masse diese hat. Die molare Masse gibt an, wie viel Gramm 6,022 * 10²³ Teilchen eines bestimmten Stoffes wiegen. Dabei rechnet man mit der mittleren Atommasse aller beteiligten Elemente.

1. Der erste Schritt Ihrer Rechnung besteht darin, die Luftzusammensetzung zu untersuchen. Wenn Sie dies tun, werden Sie feststellen, dass Luft zu etwa 78 % aus Stickstoff (N₂), zu 21 % aus Sauerstoff (O₂) und zu etwa einem Prozent aus weiteren Gasen besteht.
2. Nun müssen Sie in die prozentuale Verteilung der Gase, deren molaren Massen einfügen. Bei Stickstoff sind dies 28 g/mol, bei Sauerstoff 32 g/mol. Der Einfachheit halber sollten Sie die sonstigen Gase weglassen.
3. Wenn Sie die molaren Massen mit dem jeweiligen prozentualen Anteil multiplizieren, die Ergebnisse addieren und das Endergebnis durch 100 teilen, wissen Sie, wie viel Gramm ein Mol Luft wiegt. Das Ergebnis lautet übrigens 28,56 g/mol. Hierbei handelt es sich natürlich nur um einen ungefähren Wert.

So berechnen Sie das Luftvolumen

Bevor Sie sich daran begeben, das Volumen von Luft auszurechnen, müssen Sie sich darüber klar werden, dass es sich bei diesem um keine Konstante handelt. Luftdruck und Temperatur beeinflussen das Volumen direkt und lassen so keine Pauschalaussagen zu.

• Die Dichte von Luft berechnen Sie nun wie folgt: p (Luftdruck) * M (molare Masse in kg/mol) / R (universelle Gaskonstante) * T (Temperatur in Kelvin). Bei Normbedingungen (atmosphärischer Luftdruck p₀=1013,25 hPa und T₀=273,15 K (was 0°C entspricht) beträgt die Luftdichte 1,293 kg/m³.
• Um das Volumen einer bestimmten Luftmenge zu berechnen, müssen Sie nun Masse der betreffenden Luftmenge durch die zuvor errechnete Dichte teilen. Das Volumen liegt hierbei in m³ vor.
• Beispielsweise lautete die Rechnung für 100 kg Luft (bei p₀=1013,25 hPa und T₀=273,15 K): V = 100 kg/(1,293 kg/m³). Das Ergebnis lautet 77,3 m³. Bei den gegebenen Werten für Druck und Temperatur haben 100 kg Luft also ein Volumen von 77,3 m³.