什麼是空氣密度?
空氣密度(\rho)是指單位體積內空氣的質量,單位為公斤每立方公尺(kg/m³)。它會隨著壓力、溫度與濕度而變化。本計算器採用「乾空氣理想氣體模型」,在大多數工程、航空與氣象應用中都有足夠的準確度。在海平面標準狀態下(101325 Pa、15 °C),乾空氣的密度約為 1.225 kg/m³。
如何使用本計算器
請輸入以帕斯卡(Pa)為單位的絕對氣壓(海平面約為 101325 Pa),以及攝氏溫度(°C)。工具會自動把溫度換算成絕對溫度(K),並立即算出空氣密度。壓力越高,密度越大;溫度越高,密度則越低。
公式說明
將理想氣體定律整理後可得
實際範例
以海平面標準狀態為例,P = 101325\ Pa,T = 15 °C = 288.15\ K。代入後:
標準高度的空氣密度
國際標準大氣(ISA)定義了每個高度的氣壓和溫度參考值。將理想氣體定律 \rho = ((P) ÷ (287.058 (T_{^\circ\!C} + 273.15))) 應用於這些值,得到下面所示的乾空氣密度。
| 高度 (m) | 氣壓 (Pa) | 溫度 (°C) | 空氣密度 (kg/m³) |
|---|---|---|---|
| 0 | 101325 | 15.0 | 1.225 |
| 1000 | 89875 | 8.5 | 1.112 |
| 2000 | 79495 | 2.0 | 1.007 |
| 5000 | 54020 | −17.5 | 0.7361 |
| 10000 | 26436 | −49.9 | 0.4127 |
密度隨高度下降,因為氣壓下降速度比冷卻空氣增加密度的速度更快。數值假設乾空氣;濕度會略微降低密度,因為水蒸氣的密度比乾空氣低。
氣壓單位換算
理想氣體定律要求氣壓以帕斯卡(Pa)為單位。在輸入氣壓之前,使用下面的因子將測得的氣壓轉換為帕斯卡。
| 單位 | 乘以 | 結果 (Pa) |
|---|---|---|
| 1 百帕 (hPa) | 100 | 100 |
| 1 毫巴 (mbar) | 100 | 100 |
| 1 標準大氣壓 (atm) | 101325 | 101325 |
| 1 英寸汞柱 (inHg) | 3386.39 | 3386.39 |
| 1 巴 (bar) | 100000 | 100000 |
例如,氣壓計讀數 1013.25 hPa 等於 1013.25 × 100 = 101325 Pa,即標準海平面氣壓。
溫度說明:該公式加上 273.15 以將攝氏溫度轉換為開爾文: T_K = T_{^\circ\!C} + 273.15。因此 15 °C 變成 288.15 K。始終在氣體定律中使用絕對溫度——永遠不要使用原始的攝氏溫度。
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
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