气体密度计算器是什么？
这款工具可以根据三个可测量的量——绝对压强、摩尔质量和绝对温度，计算出理想气体的密度。它以变形后的理想气体状态方程为基础，适用于任何气体，无论是空气、氮气、二氧化碳还是甲烷等都能算。计算结果以千克每立方米（kg/m³）表示，而这个数值与克每升（g/L）完全相同。
使用方法
请以帕斯卡（Pa）为单位输入压强，以克每摩尔（g/mol）为单位输入摩尔质量，并以开尔文（K）为单位输入温度。举例来说，标准大气压为 101325 Pa，干燥空气的摩尔质量约为 28.96 g/mol，0 °C 对应 273.15 K。填好后点击计算即可得到密度。需要把 °C 换算成 K 时，加上 273.15；要把 atm 换算成 Pa，则乘以 101325。
公式详解
从理想气体状态方程 \(PV = nRT\) 出发，注意到 \(n = \text{质量}/M\)，且密度 \(\rho = \text{质量}/V\)，整理后即可得到
$$\rho = \frac{\text{Pressure (Pa)} \cdot \dfrac{\text{Molar Mass (g/mol)}}{1000}}{8.314462618 \cdot \text{Temperature (K)}}$$
其中 \(R = 8.314462618 \ \text{J/(mol}\cdot\text{K)}\)。由于 \(R\) 采用国际单位制（SI），摩尔质量必须以 kg/mol 为单位，因此计算器会在内部把你输入的 g/mol 数值除以 1000。密度会随压强和摩尔质量的增大而升高，随温度的升高而降低。
计算实例
以标准状况下的干燥空气为例：\(P = 101325 \ \text{Pa}\)，\(M = 28.96 \ \text{g/mol} = 0.02896 \ \text{kg/mol}\)，\(T = 273.15 \ \text{K}\)。代入得
$$\rho = \frac{101325 \times 0.02896}{8.314462618 \times 273.15} \approx \frac{2934.37}{2271.10} \approx 1.292 \ \text{kg/m}^3$$
——与人们熟知的 0 °C 时空气密度完全吻合。
常见问题
kg/m³ 等于 g/L 吗？是的。\(1 \ \text{kg/m}^3 = 1 \ \text{g/L}\) 完全相等，所以这两个结果的数字是一样的。
温度为什么必须用开尔文？理想气体状态方程使用的是绝对温度；如果用 °C，算出来的密度就会出错（甚至出现负值）。
对真实气体准确吗？在中等压强和温度下，它是一个非常出色的近似。但在接近凝结点或压强极高时，就需要引入真实气体修正（压缩因子 \(Z\)）了。
