定義
什麼是空氣 的密度?在一個標準大氣壓下,每立方米空氣所具有的質量(千克)就是空氣密度.
常用值
空氣的密度大小與氣溫,海拔等因素有關,海拔越高密度越低,我們一般採用的空氣密度是指在0攝氏度、絕對標準指標下,密度為1.293kg/m3換算式
空氣密度=1.293*(實際壓力/標準物理大氣壓)*(273.15/實際絕對溫度),絕對溫度=攝氏溫度+273.15通常情況下,即20攝氏度時,取1.205kg/m3。
空氣密度表
絕對壓力 | 空氣溫度 | 空氣密度 | 絕對壓力 | 空氣溫度 | 空氣密度 |
Mpa | 攝氏度 | Kg/m3 | Mpa | 攝氏度 | Kg/m3 |
0.1 | 25 | 1.1691 | 1.4 | 25 | 16.367 |
0.2 | 25 | 2.3381 | 1.5 | 25 | 17.537 |
0.3 | 25 | 3.5073 | 1.6 | 25 | 18.706 |
0.4 | 25 | 4.6764 | 1.7 | 25 | 19.875 |
0.5 | 25 | 5.8455 | 1.8 | 25 | 21.044 |
0.6 | 25 | 7.0146 | 1.9 | 25 | 22.213 |
0.7 | 25 | 8.1837 | 2.0 | 25 | 23.382 |
0.8 | 25 | 9.3528 | 2.1 | 25 | 24.551 |
0.9 | 25 | 10.522 | 2.2 | 25 | 25.720 |
1.0 | 25 | 11.691 | 2.3 | 25 | 26.889 |
1.1 | 25 | 12.860 | 2.4 | 25 | 28.058 |
1.2 | 25 | 14.029 | 2.5 | 25 | 29.228 |
1.3 | 25 | 15.198 |
測定實驗
【目的和要求】通過實驗學習測定空氣密度的方法。
【儀器和器材】
帶閥門的塑膠容器或玻璃容器,打氣筒,燒杯,水槽,量筒,天平。
【實驗方法】
1.把容器的閥門打開,用打氣筒向容器內打氣。到一定程度後停止打氣,關上閥門。用天平稱出容器的質量(圖1.24-1)。
2.如圖1.24-2所示,把一隻裝滿水的大燒杯倒扣在水槽中(實驗時可先將燒杯沒入水槽中,然後將燒杯翻轉,使其底部向上)。將接在容器上的管子另一端放在燒杯下面,打開閥門將容器中的壓縮空氣緩緩地放一部分到燒杯中,同時調節燒杯的位置,使杯中空氣的體積約為杯容積的3/4,且杯內外的液面相平。關閉閥門並在杯上記下這時水面的位置(用一根橡皮筋套在杯上即可)。 3.稱出放出一部分氣體後容器的質量。兩次質量差就是放到燒杯中的空氣的質量。 4.將燒杯從水槽中取出,裝水至橡皮筋所示的位置。用量筒測出燒杯所盛水的體積,即為燒杯內空氣的體積。
5.由公式ρ=m/V可求得在此時的大氣壓強和溫度下空氣的密度。
【注意事項】
1.由於空氣的密度與壓強有關,用排水取氣法收集氣體時,務必要使燒杯內外的水面相平,這樣才能保證杯中空氣的壓強和環境空氣的壓強相同。
2.由於容器中盛的是壓縮空氣,所以放氣時一定要緩慢,防止氣體衝到燒杯外面。
3.本實驗顯然也說明了空氣有質量。
【思考題】
1.能否用氣球或橡皮袋代替本實驗中的塑膠容器存貯空氣?為什麼?
2.為什麼用此方法所測出的空氣密度是當時環境溫度和壓強下的值?
提示:本小實驗可輔以“力學”部分的物理實驗教學,以此培養和提高學生的實驗能力和素養。