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💰 air 物質密度計算機

專業免費的 air 物質密度計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
1.225 kg/m³
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

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

\rho = ((P) ÷ (R · T))
其中 P 為絕對壓力(Pa),R 為乾空氣的比氣體常數(287.058 J/kg·K),T 為以克耳文(K)表示的絕對溫度。由於乾空氣的 R 為固定值,因此只需要壓力與溫度兩項數值即可求解。

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:

\rho = ((101325) ÷ (287.058 × 288.15)) = ((101325) ÷ (82716.27)) ≈ 1.225\ kg/m^3
——這正是教科書上海平面空氣密度的標準值。

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

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。

常見問題 (FAQ)

計算結果有把濕度考慮進去嗎?
沒有。本工具是以乾空氣為模型。由於濕空氣的密度略低,因此在潮濕環境下,實際密度會比計算值稍微低一些。
為什麼要換算成克耳文(K)?
理想氣體定律必須使用絕對溫度標度,若直接代入攝氏溫度會得到錯誤的結果。
該輸入哪一種壓力?
請輸入以帕斯卡(Pa)為單位的絕對壓力。若手邊數值為百帕(hPa)或毫巴(mbar),乘以 100 即可換算(例如 1013.25 hPa = 101325 Pa)。