STP での空気の密度は?

空気の密度の仕組み

写真家/ピクベイ

STP での空気の密度は?この質問に答えるには、密度とは何か、STP がどのように定義されているかを理解する必要があります。

重要ポイント: STP での空気の密度

• STP での空気の密度の値 ( 標準温度 および圧力) は、STP の定義によって異なります。温度と圧力の定義は標準的ではないため、値は誰に相談するかによって異なります。
• ISA または国際標準大気では、空気の密度は海抜 15 度で 1.225 kg/m3 であると述べています。
• IUPAC では、0 ℃ で 1.2754 kg/m3 の空気密度と乾燥空気の 100 kPa を使用しています。
• 密度は、温度と圧力だけでなく、空気中の水蒸気の量にも影響されます。したがって、標準値は近似値にすぎません。
• 理想気体の法則を使用して密度を計算できます。繰り返しになりますが、結果は、低い温度と圧力の値で最も正確な近似値にすぎません。

の 密度 of air は、大気ガスの単位体積あたりの質量です。それはギリシャ文字のロー、ρで表されます。空気の密度、つまり空気の軽さは、空気の温度と圧力によって異なります。通常、空気の密度として与えられる値は、STP (標準温度および圧力) での値です。

STP は 0 ℃ での 1 気圧です。これは海面での氷点下の温度であるため、ほとんどの場合、乾燥した空気は引用された値よりも密度が低くなります。ただし、通常、空気には大量の水蒸気が含まれているため、引用された値よりも密度が高くなります。

空気値の密度

乾燥空気の密度は、華氏 32 度 (摂氏 0 度)、平均海面気圧 (水銀柱 29.92 インチまたは 760 ミリメートル) で 1 リットルあたり 1.29 グラム (立方フィートあたり 0.07967 ポンド) です。

• で 海面 15 ℃ の空気の密度は 1.225 kg/m³.これがISA（International Standard Atmosphere）の値です。他の単位では、これは 1225.0 g/m³、0.0023769 スラグ/(立方フィート)、または 0.0765 ポンド/(立方フィート)。
• 温度と圧力の IUPAC 標準 (0 ℃ と 100 kPa )、1.2754 kg/m の乾燥空気密度を使用³.
• 20 ℃、101.325 kPa では、乾燥空気の密度は 1.2041 kg/m³.
• 70 度 F および 14.696 psi では、乾燥空気の密度は 0.074887 lbm/ft です。³.

密度に対する高度の影響

空気の密度は、高度が上がるにつれて減少します。たとえば、デンバーではマイアミよりも空気の密度が低くなっています。空気の密度は、温度が上昇すると減少しますが、気体の体積が変化することが許されます。例として、他の要因が同じであれば、暑い夏の日と寒い冬の日の空気の密度は低くなると予想されます。これの別の例は、熱気球がより冷たい大気に上昇することです。

STP と NTP

その間 STP は標準的な温度と圧力であり、凍結しているときに測定されるプロセスは多くありません。常温の場合、もう 1 つの一般的な値は NTP です。これは、常温および常圧を表します。 NTP は、20 ℃ (293.15 K、68 度 F) および 1 気圧 (101.325 kN/m) の空気として定義されます。²、101.325 kPa) の圧力。 NTP の平均空気密度は 1.204 kg/m³ (0.075 ポンド/立方フィート)。

空気の密度を計算する

乾燥空気の密度を計算する必要がある場合は、 理想気体の法則を適用する .この法則は、密度を温度と圧力の関数として表します。すべての気体の法則と同様に、これは実在気体に関する近似値ですが、低い (通常の) 圧力と温度では非常に優れています。温度と圧力を上げると、計算.

方程式は次のとおりです。

ρ = p / RT

どこ：

• ρ は空気密度 (kg/m)³
• p は絶対圧力 (Pa)
• T は K 単位の絶対温度です
• R は、J/(kg・K) 単位の乾燥空気の比気体定数、または 287.058 J/(kg・K) です。

ソース

• Kidder、Frank E.「Kidder-Parker Architects」および Builders' Handbook、建築家、構造エンジニア、請負業者および製図者のためのデータ。ハリー・パーカー、ハードカバー、第 18 版の第 12 刷、John Wiley & Sons、1949 年。
• Lewis Sr.、Richard J.「Hawley's Condensed Chemical Dictionary」。第 15 版、Wiley-Interscience、2007 年 1 月 29 日。