空氣密度是指在一定的溫度和壓力下，單位體積空氣所具有的質(zhì)量就是空氣密度。在標(biāo)準(zhǔn)條件下（0℃，1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（1atm）），空氣密度約為1.293kg/立方米。
換算式
空氣密度=1.293x（實(shí)際壓力/標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）x（273.15 / 實(shí)際開爾文），絕對溫度=攝氏度+273.15
通常情況下，即20℃時，空氣密度取1.205kg/m3。數(shù)值受氣溫和海拔影響，海拔升高或溫度上升均會導(dǎo)致密度降低。
空氣密度表
測定實(shí)驗(yàn)
【目的和要求】
通過實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)測定空氣密度的方法。
【儀器和器材】
帶閥門的塑料容器或玻璃容器，打氣筒，燒杯，水槽，量筒，天平。
【實(shí)驗(yàn)方法】
1．把容器的閥門打開，用打氣筒向容器內(nèi)打氣。到一定程度后停止打氣，關(guān)上閥門。用天平稱出容器的質(zhì)量（圖1．24-1）。
2．如圖1．24-2所示，把一只裝滿水的大燒杯倒扣在水槽中（實(shí)驗(yàn)時可先將燒杯沒入水槽中，然后將燒杯翻轉(zhuǎn)，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(diào)節(jié)燒杯的位置，使杯中空氣的體積約為杯容積的3/4，且杯內(nèi)外的液面相平。關(guān)閉閥門并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后容器的質(zhì)量。兩次質(zhì)量差就是放到燒杯中的空氣的質(zhì)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(nèi)空氣的體積。
5．由公式ρ=m/V可求得在此時的大氣壓強(qiáng)和溫度下空氣的密度。
【注意事項】
1．由于空氣的密度與壓強(qiáng)有關(guān)，用排水取氣法收集氣體時，務(wù)必要使燒杯內(nèi)外的水面相平，這樣才能保證杯中空氣的壓強(qiáng)和環(huán)境空氣的壓強(qiáng)相同。
2．由于容器中盛的是壓縮空氣，所以放氣時一定要緩慢，防止氣體沖到燒杯外面。
3．本實(shí)驗(yàn)顯然也說明了空氣有質(zhì)量。
【思考題】
1．能否用氣球或橡皮袋代替本實(shí)驗(yàn)中的塑料容器存貯空氣？為什么？
2．為什么用此方法所測出的空氣密度是當(dāng)時環(huán)境溫度和壓強(qiáng)下的值？
提示：本小實(shí)驗(yàn)可輔以“力學(xué)”部分的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退仞B(yǎng)。
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
計算空氣密度ρ的公式為
ρ=(m1-m0)/V
式中： m1 為李氏瓶和空氣的總質(zhì)量，V 為相應(yīng)的體積，m0 為密度瓶的質(zhì)量。
在大氣中總是含有蒸汽，而且水蒸氣壓可達(dá)1×103Pa，且其隨時間、地點(diǎn)變化的幅度很大。設(shè)空氣樣品中水蒸氣的分壓為pw，把空氣和水蒸氣都當(dāng)作理想氣體，在熱力學(xué)溫度為T 時，經(jīng)理論推導(dǎo)，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（P0，T0）下干空氣的密度為
式中： p0=1.01325×10?Pa，T0=273.15K，p 為由氣壓計測得的空氣壓強(qiáng)，α為273.15的倒數(shù)。
實(shí)驗(yàn)儀器如圖3所示，包括密度瓶、游標(biāo)卡尺、電子物理天平、真空橡皮管、福廷式水銀氣壓計等。
1）測量李氏瓶的容積．用游標(biāo)卡尺量出密度瓶的外徑 D，長度L，上底板厚度δ1，下底板厚度δ2，側(cè)壁厚度δ0，算出密度瓶的容積V。
2）將密度瓶開關(guān)打開，放到電子物理天平上稱出空氣和密度瓶總質(zhì)量 m1，然后將其平放桌面上，瓶口與真空橡皮管相接。
3）打開真空閥，真空表讀數(shù)接近－0.1MPa時，已抽凈瓶內(nèi)空氣。
4）將密度瓶放到電子物理天平上稱出其質(zhì)量m0，算出環(huán)境空氣密度。
5）由干濕泡水銀溫度計讀出實(shí)驗(yàn)室溫度t和濕溫度計的數(shù)值t′，進(jìn)而依據(jù)空氣的相對濕度與干濕泡溫度計溫差的數(shù)據(jù)表和水的飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系數(shù)據(jù)表算出蒸汽的分壓pw。
6）用福廷式汞氣壓計測環(huán)境大氣壓強(qiáng)p。
7）將各個量值代入計算式，算出標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的密度，并與給定的標(biāo)準(zhǔn)值比較。
參考資料 >