Masse, Volumen, Druck und Temperatur von Luft berechnen

Ein Rechner für die physikalischen Eigenschaften der Luft, die ihre Dichte bestimmen, mit der idealen Gasgleichung. Diese Gleichung, eigentlich thermische Zustandsgleichung idealer Gase, beschreibt den Zusammenhang dieser Größen in einem idealen Gas. Ein ideales Gas ist zwar nur eine vereinfachte Modelldarstellung, welche aber auf Luft und andere Gase relativ gut zutrifft. Diese Gleichung lautet V=m*R_sp*T/p mit dem Volumen V in Kubikmeter, der Masse m in Kilogramm, der spezifischen Gaskonstante für Luft R_sp, der Temperatur T in Kelvin und dem Druck p in Pascal. Der Einfachheit halber werden hier die Temperatur in Grad Celsius und der Luftdruck in Hektopascal (identisch mit Millibar) eingegeben.
Bitte vier der ersten fünf Werte angeben, um den fehlenden Wert zu berechnen. Druck, Temperatur und spezifische Gaskonstante sind bereits mit Standardwerten vorbelegt. Zusätzlich werden noch die Dichte und die Stoffmenge berechnet. Die Formel für letztere ist n=p*V/(R*T) mit der universellen Gaskonstanten R=8,314472 J/(mol*K).

Die Berechnungen beruhen auf Zusammenhängen zwischen Druck, Temperatur und Gasmenge. Änderungen einer dieser Größen wirken sich stets auf die anderen aus. So führt eine Erwärmung der Luft bei gleichbleibender Gasmenge zu einer Ausdehnung oder zu einem Druckanstieg, wenn das Volumen begrenzt ist.
Die berechnete Luftdichte ist eine abgeleitete Größe und spielt eine wichtige Rolle bei Strömungsvorgängen und bei Wärmeübertragung. Sie nimmt mit steigender Temperatur ab und mit steigendem Druck zu.
Die Stoffmenge erlaubt eine einheitenunabhängige Beschreibung der vorhandenen Luftmenge und stellt den Bezug zwischen messbaren Größen und der Anzahl der Gasteilchen her. Sie ist beim Vergleich unterschiedlicher Zustände besonders hilfreich.
Für praxisnahe Bedingungen liefert das verwendete Modell zuverlässige Ergebnisse. Geringe Abweichungen können auftreten, wenn Feuchtigkeit, sehr hohe Drücke oder extreme Temperaturen eine Rolle spielen.