O nitrogênio é o principal constituinte da atmosfera da Terra, por isso é, de certa forma, exatamente tão pesado quanto o ar. Embora o nitrogênio constitua a maior parte da atmosfera em volume, quase 21 por cento do o ar é composto de oxigênio molecular. Para determinar o peso do nitrogênio em relação ao ar, é importante determinar se o nitrogênio na atmosfera é mais leve ou mais pesado que o oxigênio.
Átomo por átomo, o nitrogênio é mais leve que o oxigênio. O nitrogênio tem um peso atômico de pouco mais de 14, enquanto o oxigênio tem um peso atômico de quase 16. Uma mistura de oxigênio e nitrogênio deve ser mais pesada do que o nitrogênio sozinho.
O peso atômico não é o determinante final; no entanto, como o termo "mais pesado que o ar" geralmente significa "mais denso". Se o nitrogênio tiver uma densidade mais alta do que o oxigênio, ele deverá afundar na presença de oxigênio, independentemente de sua massa atômica ou molecular. Nesse caso, a gravidade específica do nitrogênio molecular é 0,9669, e o valor equivalente para o oxigênio é 1,1044. Dividindo o valor do nitrogênio pelo do oxigênio, obtém-se uma proporção de pouco mais de 0,875: 1. O oxigênio molecular é mais pesado e mais denso que o nitrogênio por si só, e o nitrogênio puro pode flutuar em sua presença.
