правда ли что если относительная молекулярная масса меньше 29 то вещество легче воздуха
Коротко: да, в общем случае это верно для газообразных веществ при тех же условиях давления и температуры.
Пошагово объяснение
Воздух имеет ориентировочную среднюю молекулярную массу M_air ≈ 28,97 g/mol (приближенно 29 g/mol).
Для идеального газа закон разделения по плотности: ρ = PM/RT, где ρ — плотность газа, P — давление, T — температура, M — молекулярная масса газа, R — газовая константа.
При фиксированных P и T две вещи напрямую связаны: чем больше M, тем больше плотность ρ. Это значит, что при одинаковых условиях газ с меньшей молекулярной массой будет иметь меньшую плотность, чем воздух.
Следствие: если M газa < M_air (≈ 29 g/mol), то ρ_gas < ρ_air, то газ легче воздуха и при отсутствии других эффектов будет подниматься или оставаться выше.
Примеры (для наглядности)
- H2 (M = 2) и He (M = 4): легче воздуха.
- CH4 (M = 16) и NH3 (M = 17): легче воздуха.
- N2 (M = 28) почти как воздух, чуть легче.
- CO (M = 28) или CO2 (M = 44): CO примерно легче воздуха, CO2 тяжелее воздуха.
Важные замечания
- Это справедливо при газообразном состоянии и при одинаковых P и T (или при любых условиях, если сравнивать по формуле ρ ∝ M и учитывать реальную зависимость P и T).
- В реальности воздух содержит влагу (водяной пар). Увлажнение уменьшает среднюю молекулярную массу воздуха, поэтому влажный воздух становится чуть легче сухого воздуха, что не противоречит правилу: если М газа < М_air, то газ обычно легче воздуха даже в смеси.
- Если вещество не газообразно при данных условиях (жидкость или твердое состояние), фраза «легче воздуха» не применима.
Итого: да, при нормальных условиях и для газообразного вещества, если его относительная молекулярная масса меньше примерно 29, он будет легче воздуха.
