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気体密度計算ツール

101325 Pa、273.15 Kの乾燥空気の密度は1立方メートルあたり約1.29 kgです。絶対圧力、モル質量、ケルビン温度を入力すると理想気体の密度が分かり、検算用にP·MとR·Tの積も表示されます。ブラウザで無料で使えます。

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ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

計算例

入力した場合

圧力: 101,325
モル質量: 0.0289647
創造性: 273.15

結果

気体定数: 8.314462618
密度: 1.2922610581
積 pm: 2,934.8482275
積 rt: 2,271.09546411

理想気体の質量密度は、状態方程式 PV = nRT を単位体積あたりの質量に並べ替えると直接得られます。モル質量 M を総質量を物質量で割ったものとすれば、密度 rho は圧力にモル質量を掛け、気体定数と絶対温度の積で割った値です。すなわち rho は P と M の積を R と T の積で割ったものになります。本計算ツールは絶対圧力・モル質量・絶対温度を受け取り（任意の気体定数を省略すると SI 値 8.314462618 J/(mol·K) を既定使用）、密度と中間積 P·M および R·T を返し、課題用紙上で中間代数を確認できます。非正の温度は棄却されます。絶対零度以下はモデル外であり、T が零では零除算になるためです。

理想気体の密度が PV = nRT から導かれる仕組み

理想気体の法則 PV が nRT に等しいところから始めます。P は絶対圧力、V は体積、n はモル単位の物質量、R は普遍気体定数、T はケルビンの絶対温度です。試料の質量 m は n にモル質量 M を掛けたものなので、n は m を M で割った値です。

状態方程式に代入して PV が (m/M) RT に等しくなる式を得、質量を体積で割る形に並べ替えると m/V は P M を R T で割った値になります。この商が質量密度 rho です。

SI 単位では通常 P をパスカル、M をキログラム毎モル、T をケルビンで送り、R を既定の 8.314462618 J/(mol·K) のままにし、キログラム毎立方メートルの密度を得ます。

ツールは摂氏や華氏をケルビンへ変換せず、実在気体の圧縮率因子を適用せず、すでに選んだ有効モル質量を超える種の混合もせず、モル質量を欠くボイルやシャルルの問題も解きません。

気体密度計算が実務で現れる場面

中等教育の化学・物理では、P・M・T を与えて rho を求める理想気体密度の問題が絶えず出され、空気の風船・タンク充填見積もり・同一状態での軽重気体の比較などに使われます。大学の一般化学や入門熱力の実験室では、実在気体の状態方程式や混合則を導入する前に同じ三数の還元を用います。

プロセス技術者や空調の研修生は、絶対圧力・モル質量による組成・温度だけが分かるときにダクトの質量流量見積もり用に気体密度をざっと確認します。

後でモル質量なしのボイルの法則、流体密度からの液圧静圧、気圧とパスカルの単位換算、摂氏からケルビンへの変換、圧縮率因子の補正が必要なら、この気体密度計算ページを過負荷にせず、別の検索意図とランディングとして扱ってください。

活用例

宿題・実験の模範解答

教科書の空気・酸素・水素の状態について rho = PM/RT を計算し、教員と自動採点が非正温度の棄却を含め同一の正解を共有できるようにします。

風船・タンクの密度見積もり

測定した絶対圧力・既知のモル質量・絶対温度から理想気体の質量密度を見積もり、質量流量や浮力の確認の前段階とします。

よくある質問

この気体密度計算ツールはどの式を使いますか？

rho = P · M / (R · T) です。絶対圧力・モル質量・絶対温度と任意の気体定数 R（既定 8.314462618 J/(mol·K)）から、密度と中間積 P·M および R·T を返します。

温度が零または負の場合はどうなりますか？

非正の絶対温度は理想気体密度モデル rho = PM/RT では許可されません。

気体定数は必須ですか？

SI 以外の一貫した単位系では正の独自 R を指定してください。

パスカルではなく気圧で計算できますか？

できます。その場合は0.08205746 L·atm/(mol·K)のように、単位のそろった気体定数も入力してください。内部で単位換算はしないため、密度は選んだ単位系で表示されます。

空気のような混合気体の密度も計算できますか？

はい。混合物の平均モル質量を入力します。乾燥空気なら約0.0289647 kg/molです。計算では、そのモル質量をもつ1種類の理想気体として扱います。

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/thermo/gas-density

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/thermo/gas-density \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"pressure":101325,"molar_mass":0.0289647,"temperature":273.15}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/thermo/gas-density", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "pressure": 101325,
    "molar_mass": 0.0289647,
    "temperature": 273.15
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/thermo/gas-density",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "pressure": 101325,
    "molar_mass": 0.0289647,
    "temperature": 273.15
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/thermo/gas-density", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"pressure":101325,"molar_mass":0.0289647,"temperature":273.15}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"pressure":101325,"molar_mass":0.0289647,"temperature":273.15}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/thermo/gas-density", 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,
  "molar_mass": 0.0289647,
  "temperature": 273.15
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "thermo.gas_density",
  "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。

技術的な注記

無料のブラウザツールと有料 API は同一の純粋な同型関数を共有するため、実験ノート・模範解答・自動パイプラインが同じ入力で食い違うことはありません。

理想気体の密度が PV = nRT から導かれる仕組み

化学のワークシートでは大気圧・グラム毎モル・R が 0.08205746 L·atm/(mol·K) を使うこともあり、本計算ツールは明示的な gas_constant を受け付け、単位の隠れた変換なしにそうした一貫した系でも動作します。絶対温度は厳密に正でなければならず、T が零以下の場合は infinity や無意味な負の密度を返す代わりに invalid_input で棄却します。

送信内容と返却内容

pressure は選択した R と一貫する任意単位の絶対圧力で、正でなければなりません。temperature はケルビンの絶対温度で零より大きくなければならず、零または負は非正温度規則を名指しするメッセージで失敗します。教科書の定番確認には、約 1 気圧・0 ℃ 付近の乾燥空気で約 1.29 kg/m³、室温の酸素で M が 0.032 kg/mol、リットル・気圧単位での明示的 R などがあります。宿題や実験レポートには無料のブラウザフォームを使い、一括模範解答や回帰用フィクスチャが必要なときは同一契約をスクリプトから呼び出してください。pressure・molar_mass・temperature の各フィールドに有限の数値を送ってください。molar_mass は純ガスのモル質量または混合物の有効モル質量で正でなければならず、乾燥空気は SI で約 0.0289647 kg/mol です。gas_constant は任意です。省略するとエンジンは 8.314462618 を使い gas_constant_defaulted を true にし、指定する場合は有限の正の数で gas_constant_defaulted は false です。欠落フィールド・非数値文字列・NaN・Infinity は invalid_input で失敗し課金されません。成功時は整形済みの pressure・molar_mass・temperature・gas_constant をエコーし、density を P·M/(R·T) として報告し、中間確認用の product_pm と product_rt を含め、SI の単位規約と式文字列および method ideal_gas_density を返します。成功した API 呼び出しの料金は公開ベース $0.002 毎件で、検証失敗は前払い残高を消費しません。

気体密度計算が実務で現れる場面

本機能は純粋な解析エンジンであるため、API 料金は成功1件あたり公開ベース $0.002 で、失敗した検証は残高を消費しません。

連携の活用例

教材ウィジェットと API フィクスチャ

同一の同型ソルバーからブラウザデモと CI の golden テストを駆動し、教室ツールがバックエンド採点と食い違わないようにします。

技術的な質問

どの単位を使うべきですか？

SI の既定は圧力 Pa、モル質量 kg/mol、温度 K、R = 8.314462618 J/(mol·K) で、密度は kg/m³ です。他の系では対応する gas_constant を渡し単位を一貫させてください。ツールは単位換算を行いません。

費用はいくらですか？

ブラウザツールは無料でローカル実行です。API リクエストは成功1件あたり $0.002 の前払い KIT 残高を使い、無効な入力は課金されません。

KITの完全なドキュメントを見る →

気体密度計算ツール

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理想気体の密度が PV = nRT から導かれる仕組み

気体密度計算が実務で現れる場面

活用例

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関連ツール

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エンドポイント

お使いのスタックから呼び出す

リクエスト例

レスポンス例

料金

エラー

技術的な注記

理想気体の密度が PV = nRT から導かれる仕組み

送信内容と返却内容

気体密度計算が実務で現れる場面

連携の活用例

教材ウィジェットと API フィクスチャ

技術的な質問

ありがとう