空气密度

   我们每天都呼吸着的“生命气体”，它分层覆盖在地球表面，透明且无色无味，它主要由氮气和氧气组成，对人类的生存和生产有重要影响。那空气密度是多少呢？

  空气密度是指在一定的温度和压力下，单位体积空气所具有的质量就是空气密度。在标准条件下（0℃，1个标准大气压（1atm）），空气密度约为1.293Kg/m³。

常温下，空气密度为1.205kg/m3 （1个标准大气下，即20℃时）

空气密度计算公式如下：

   空气密度=1.293*（实际压力/标准物理大气压）x（273.15 / 实际绝对温度），绝对温度=摄氏温度+273.15

    我们所说的常温条件是指：1个标准大气压，温度为20℃时，即可通过上述的公式计算出：空气密度为：1.205kg/m3。

  空气密度大小与气温，海拔等因素有关。一般来讲：海拔越高，空气密度越低；温度越高，空气密度越小。

空气密度与气体的分子质量的关系

  由理想气体状态方程：    PV＝nRT,则有n/V＝P/RT

  气体的密度＝m×n/V＝mP/RT

     说明：式中m为气体相对分子质量

           P为体系压力,单位为：帕斯卡

           R：通用气体常数,单位：焦耳/摩尔·K

           T：开尔文温度,单位：

           K：等于摄氏度＋273.15

  实例一： 30kpa下空气密度计算：

      设温度为25℃,则T＝25＋273.15＝298.15；而P＝30000帕斯卡；

         m＝29（空气为混合气体,此为平均分子量）；R＝8.314

       则25℃,30kpa下空气密度＝mP/RT＝（29×30000）÷（8.314×298.15）＝351克/立方米

    实例二： 1atm下的空气密度：1atm＝100kpa,常温25℃，代入上面公式

      1大气压下空气密度＝1170克/立方米

空气密度实验方法：

    1．把容器的阀门打开，用打气筒向容器内打气。到一定程度后停止打气，关上阀门。用天平称出容器的质量（图一）。

  图一                                   图二

    2．如图二所示，把一只装满水的大烧杯倒扣在水槽中（实验时可先将烧杯没入水槽中，然后将烧杯翻转，使其底部向上）。将接在容器上的管子另一端放在烧杯下面，打开阀门将容器中的压缩空气缓缓地放一部分到烧杯中，同时调节烧杯的位置，使杯中空气的体积约为杯容积的3/4，且杯内外的液面相平。关闭阀门并在杯上记下这时水面的位置（用一根橡皮筋套在杯上即可）。

    3．称出放出一部分气体后容器的质量。两次质量差就是放到烧杯中的空气的质量。

    4．将烧杯从水槽中取出，装水至橡皮筋所示的位置。用量筒测出烧杯所盛水的体积，即为烧杯内空气的体积。

    5．由公式ρ=m/V可求得在此时的大气压强和温度下空气的密度。

【注意事项】

    1．由于空气的密度与压强有关，用排水取气法收集气体时，务必要使烧杯内外的水面相平，这样才能保证杯中空气的压强和环境空气的压强相同。

    2．由于容器中盛的是压缩空气，所以放气时一定要缓慢，防止气体冲到烧杯外面。

    3．本实验显然也说明了空气有质量。