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1立方米空气有多重?气体密度与环境条件换算

星降

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发布时间:2026-02-13 10:06:10

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来源于php中文网

原创

1立方米空气重量随环境变化:标准状况下为1.293千克,海平面常温下为1.225千克,室内常温下为1.205千克;可依理想气体定律或湿度修正动态计算。

1立方米空气有多重?气体密度与环境条件换算

1立方米空气的重量并非固定值,而是随温度、气压和湿度等环境条件显著变化。以下是依据不同标准条件进行换算的具体方法:

一、标准状况(0℃,101.325 kPa)下的换算

该条件为国际通用基准,适用于精确计算与比对。此时干燥空气密度为确定值,可直接用于质量计算。

1、取标准密度值1.293 kg/m³

2、代入公式:质量 = 密度 × 体积 = 1.293 kg/m³ × 1 m³;

3、得出结果:1.293千克

二、海平面常温条件(15℃,1013 hPa)下的换算

此条件反映典型地面气象环境,采用实测平均密度,更贴近日常应用。

1、取海平面常温密度值1.225 kg/m³

2、体积固定为1 m³,直接相乘;

3、得出结果:1.225千克

三、室内常温环境(20℃,常压)下的换算

适用于实验室、办公场所等典型室内场景,需考虑温度升高导致的密度下降。

1、取20℃常用密度值1.205 kg/m³

2、保持体积为1 m³;

3、得出结果:1.205千克

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四、使用理想气体定律动态换算

当实际温度与气压偏离标准值时,可通过物理公式实时推导密度,进而求得质量。

1、确认实测气压P(单位:Pa),如当地气象站数据为1005 hPa,则换算为100500 Pa

2、将摄氏温度t转换为热力学温度T:T = t + 273.15,例如25℃对应298.15 K

3、代入公式ρ = P / (R · T),其中R为空气气体常数,取值287.05 J/(kg·K)

4、计算所得ρ即为当前环境下的空气密度(kg/m³),再乘以1 m³即得质量。

五、考虑湿度影响的修正换算

潮湿空气中水蒸气替代部分氮氧分子,使整体密度略低于同温同压下的干燥空气。

1、获取相对湿度RH(%)与实测温度t;

2、查饱和水汽压表或使用马格努斯公式得出饱和水汽压eₛ(Pa);

3、计算实际水汽压e = RH × eₛ / 100;

4、干空气分压P_dry = P − e;

5、分别计算干空气密度ρ_dry = P_dry / (287.05 × T) 和水汽密度ρ_vapor = e / (461.5 × T);

6、总密度ρ = ρ_dry + ρ_vapor,再乘以1 m³即得含湿空气质量。

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