技術資料 気体編1-1.

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気体の密度

気体は温度、圧力の影響により体積が変化するため基準状態としてkg/m3(ntp)で表し
温度0℃、圧力0Pa(G) = 1atm(大気圧)での1立方メートルの容積の質量kgで表示します。
空気の密度は1.293kg/m3(ntp)、この添え字(ntp)を基準状態またはノルマル状態と呼びます。
25℃、100kPa(G)など、その状態での密度は区別する意味でkg/m3(op)で表し
この添え字(op)を 操業状態またはオペレーション状態と呼びます。

上の例の25℃、100kPa(G)の空気の操業状態の密度は下記の計算によって求めます。

求める密度 = 1.293×273.2/(273.2+25)×(101.3+100)/101.3
= 1.293×(273.2/298.2)×(201.3/101.3)
= 1.293×0.9161636×1.9871668
= 1.293×1.82057
= 2.354 kg/m3(op)

 

操業状態の気体の密度の計算式
δ1 = δ0×273.2/(273.2+T1)×(101.3+P1)/101.3

 

δ0 kg/m3(ntp) 気体の密度(基準状態)
δ1 kg/m3(op) 気体の密度(操業状態)
T1 気体の温度(操業状態)
P1 kPa(G) 気体の圧力(操業状態)

 

備考1 上記計算が適用できるのは近似「理想気体」のみでありフロン、水蒸気のように理想気体の特性が適用されない気体ではモリエル線図と呼ばれる図表より密度を求める。
備考2 高圧の気体は圧縮係数が加味されるため上記計算では正確な密度は求められません、おおよそ5MPa(G)までの理想気体に適用しております。
備考3 上記計算は乾燥気体の場合で、湿り気体には適用できません。
湿り空気の密度を求める計算はこちら エクセルファイル
備考4 上記計算の温度は絶対温度(ケルビン:K)で計算しますので 0 K( 絶対零度)
=−273.2℃ 圧力は絶対圧力で計算します。  1atm = 大気圧 = 101.3kPa(abs)

 

主な気体の密度(kg/m30℃ 1atm)
名称 記号 密度kg/m3(ntp) 比重 アイゼントロピック指数
比熱比/オリフィス計算
亜酸化窒素 N2O 1.978 1.530  
アセチレン C2H2 1.171 0.906  
アルゴン Ar 1.784 1.380 1.670
アンモニア NH3 0.772 0.597 1.336
一酸化炭素 CO 1.250 0.967 1.404
イソブタン C4H10 2.673 2.067  
エタン C2H6 1.356 1.049  
エチレン C2H4 1.260 0.974  
メチルエーテル (CH3)2O 2.110 1.632  
塩化水素 HCL 1.639 1.268 1.410
塩素 CL2 3.220 2.490  
オゾン O3 2.220 1.720  
キセノン Xe 5.851 4.525  
空気(AIR) - 1.293 1.000 1.403
クリプトン Kr 3.708 2.868  
酸化窒素 NO 1.340 1.036 1.400
酸素 O2 1.429 1.105 1.396
シアン (CN)2 2.34 1.81  
ジメチルアミン (CH3)2NH 1.966 1.521  
臭化水素 HBr 3.644 2.818  
水素 H2 0.0899 0.0695 1.410
窒素 N2 1.250 0.967 1.402
二酸化硫黄 SO2 2.926 2.263  
二酸化炭素 CO2 1.977 1.529 1.302
ネオン Ne 0.900 0.696  
砒化水素 AsH3 3.50 2.71  
弗素 F2 1.71 1.32  
プロパン C3H8
(CH3-CH2-CH3
2.010 1.554  
ヘリウム He 0.1785 0.1381 1.660
メタン CH4 0.717 0.555 1.31
よう化水素 HL 5.789 4.477  
ラドン Rn 9.96 7.70  
硫化水素 H2S 1.539 1.190 1.340
都市ガス 13A 13A 0.8405 0.650  

気体の比重とは対空気比

密度とは関係ありませんが、塩素ガス(ドライ)はチタン(金属材質:Ti 合金)に触れると「爆発的燃焼」を起こしますので
使用する場合には特に注意してください(この組み合わせは決して使用しないでください)。

 

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