ForHosting KIT · 開発者向けツール

乾燥空気の密度計算

この計算ツールは、理想気体の法則と乾燥空気の比気体定数を用いて、絶対圧力と絶対温度から密度を求めます。圧力をパスカル、温度をケルビンで入力すると、密度をキログラム毎立方メートルで表示し、使用した定数と式も確認できます。湿度を意図的に除外する工学的な概算、大気条件の比較、換気計算、学習用途に適しています。計算は決定論的で外部データを参照せず、絶対零度以下の温度はエラーとして扱います。

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絶対圧力と絶対温度を指定の単位で入力してください

乾燥空気の絶対圧力をパスカル、絶対温度をケルビンで入力してください。絶対圧力は完全真空を基準に測るため、海面付近の一般的な基準値は約101325 Paです。計器がゲージ圧を示す場合は、先に絶対圧力へ換算する必要があります。理想気体の関係は水の凝固点からの差ではなく絶対零度からの差に基づくため、温度にはケルビンを使用します。摂氏から換算する場合は、送信前に273.15を加えてください。たとえば15度は288.15 Kです。特に条件が急変するときは、圧力と温度が同じ時点の同じ空気試料を表していることをご確認ください。このツールは両方の値が有限数かを検査し、負の絶対圧力を拒否します。また、温度がゼロ以下なら明確な入力エラーを返します。この制約によりゼロ除算を防ぎ、通常の乾燥空気モデルでは物理的に意味を持たない絶対温度を除外します。相対湿度、露点、水蒸気圧は入力しないでください。本機能は乾燥空気だけを対象とします。

理想気体による計算方法と前提をご確認ください

計算には rho = p を R_d と T の積で割る式を使います。rhoは密度、pは絶対圧力、Tは絶対温度、R_dは乾燥空気の比気体定数です。R_d = 287.05ジュール毎キログラムケルビンを採用しています。圧力をパスカル、温度をケルビンで指定すると、密度はキログラム毎立方メートルになります。温度が一定なら、同じ体積により多くの空気質量が入るため、密度は圧力に比例して上昇します。圧力が一定なら、暖かい空気が膨張するため、温度の上昇に伴って密度は低下します。このモデルは乾燥空気を組成一定の理想気体として扱い、一般的な環境条件での多くの工学計算には有効な近似です。ただし、湿度、極端に高い圧力、組成変化、実在気体の圧縮性は補正しません。高精度が必要な場合や通常の大気範囲から大きく外れる場合は、これらの影響が重要です。結果には正規化した入力値、定数、式、計算済み密度が含まれ、監査や記録にも利用できます。

工学や大気の検討では結果を適切にご利用ください

乾燥空気密度は、空気力、浮力の概算、送風機やダクトの性能、質量流量、空気体積ではなく空気質量に応答する計器の補正など、多くの後続計算に使われます。後続の式がSI密度を要求する場合に限り、キログラム毎立方メートルの値をそのままお使いください。ポンド毎立方フィートが必要な場合は、この式の圧力や温度の単位を混在させず、計算後の密度を換算してください。屋外と屋内の空気には通常、水蒸気が含まれます。同じ圧力と温度では湿った空気は一般に乾燥空気より密度が低いため、この結果は乾燥基準であり、湿度補正済みの測定値ではありません。気象台の圧力が海面値へ補正されている場合もあります。現地密度には測定高度での実際の現地気圧をご使用ください。長い計算工程では不要な誤差を避けるため、最後に丸めることを推奨します。自動処理のAPIは1回$0.002で、ブラウザー版も同じ決定論的な中核を使います。許容誤差が厳しい場合は湿潤空気または実在気体のモデルをご選択ください。

活用例

空力条件を概算する

測定した圧力と温度から乾燥空気密度を求め、揚力、抗力、動圧の計算に利用できます。

換気と質量流量を確認する

観測条件におけるSI体積流量を、乾燥空気のおおよその質量流量へ関連付けられます。

大気環境を比較する

湿度モデルを追加せず、複数の圧力と温度の条件間で乾燥空気密度の変化を定量化できます。

よくある質問

どの計算式を使用しますか？

乾燥空気の比気体定数を用いた理想気体の式 rho = p / (R_d × T) を使用します。

入力する単位を教えてください？

絶対圧力はパスカル、絶対温度はケルビンで入力してください。密度はキログラム毎立方メートルで表示します。

乾燥空気の定数はいくつですか？

乾燥空気の固定比気体定数として287.05 J/(kg·K)を使用します。

湿度は考慮されますか？

いいえ。本機能は乾燥空気の密度を計算します。水蒸気を含める場合は湿潤空気モデルをご利用ください。

温度をゼロより大きくする理由は何ですか？

式では絶対温度で除算します。ゼロはゼロ除算となり、負のケルビンは本モデルの対象外です。

APIリクエストの料金はいくらですか？

APIは1回$0.002です。ブラウザーでも計算できます。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/earth/air-density-dry

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/earth/air-density-dry \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"pressure":101325,"temperature":288.15}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/earth/air-density-dry", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "pressure": 101325,
    "temperature": 288.15
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/earth/air-density-dry",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "pressure": 101325,
    "temperature": 288.15
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/earth/air-density-dry", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"pressure":101325,"temperature":288.15}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"pressure":101325,"temperature":288.15}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/earth/air-density-dry", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "pressure": 101325,
  "temperature": 288.15
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "earth.air_density_dry",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

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