什麼是氣體密度計算器?
這個工具能從三個可量測的物理量——絕對壓力、莫耳質量與絕對溫度——推算出理想氣體的密度。它將理想氣體狀態方程式 PV = nRT 重新整理,直接求出密度(單位體積的質量)。在化學、物理、空調(HVAC)、燃燒工程及航太領域中,只要氣體在當下條件下大致符合理想行為,都廣泛採用這個算法。
如何使用
請輸入以帕斯卡(Pa)為單位的壓力、以克/莫耳(g/mol)為單位的氣體莫耳質量,以及以克耳文(K)為單位的溫度。計算器會回傳以每立方公尺公斤(kg/m³)表示的密度,其數值與每公升克數(g/L)完全相同。供參考:乾燥空氣的莫耳質量約為 28.97 g/mol;標準大氣壓為 101325 Pa;攝氏 0 °C 等於 273.15 K。
公式解析
從 PV = nRT 出發,並注意莫耳數 n = m/M(質量除以莫耳質量),代入後將等號兩邊同除以體積,即可得到密度 \rho = m/V = PM/(RT)。計算器在內部會把莫耳質量由 g/mol 換算成 kg/mol(除以 1000),讓結果以 SI 單位 kg/m³ 呈現,其中氣體常數 R = 8.314462618\ J/(mol·K)。
計算範例
以標準狀態下的乾燥空氣為例:P = 101325\ Pa,M = 28.97\ g/mol = 0.02897\ kg/mol,T = 273.15\ K。則
——與教科書上約 1.29 kg/m³ 的數值十分接近。
使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。
🔄 5. 多情景敏感度動態對比
建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。
🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。