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混合比計算機

Q: 混合比は相対湿度や比湿と同じですか？

違います。 混合比は乾燥空気質量あたりの水蒸気質量です。比湿は湿潤混合物の質量で割ります。相対湿度はある温度での飽和水蒸気圧に対する百分率であり、本ツールが返すものではありません。

水蒸気圧12.27 hPa、全圧1013.25 hPaなら、混合比は乾燥空気1 kgあたり7.624468021339 gです。2つの圧力を同じ単位で入れると、g/kgとkg/kgで混合比を求めます。ブラウザで無料で使えます。

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計算例

入力した場合

蒸気圧: 12.27
全圧: 1,013.25

結果

混合比: 7.6244680213 g/kg
混合比 (kg/kg): 0.007624468
乾燥空気の圧力: 1,000.98
イプシロン: 0.622

混合比計算機は、水蒸気の分圧と大気の全圧を、乾燥空気1キログラムあたりの水蒸気質量に変換します。有限の水蒸気圧 e と、厳密に正の全圧 P を同じ単位で入力してください。ヘクトパスカル・ミリバール・パスカル・トルのいずれでも、式に入るのは二つの圧力の比だけです。本ツールは気象の標準恒等式 w が 622 倍の e を P から e を引いたもので割った値を適用し、整形した入力をエコーし、グラム毎キログラムの混合比とキログラム毎キログラムの同等値を返します。

混合比の意味と式の成り立ち

混合比は、気象では humidity mixing ratio、乾湿計では humidity ratio とも呼ばれ、同じ気塊における水蒸気質量を乾燥空気質量で割ったものです。相対湿度ではありません。相対湿度はある温度での飽和に対する百分率です。

比湿でもありません。比湿は水蒸気質量を湿潤混合物の質量で割り、乾燥空気だけでは割りません。理想気体混合物では定義が圧力の閉形式になります。e を水蒸気の分圧、P を大気の全圧とし、両者は同じ単位です。

乾燥空気の分圧は P から e を引いたものです。水蒸気と乾燥空気の分子量比 ε はおよそ 0.622 なので、質量比 w は ε に e を掛け、P から e を引いたもので割った、乾燥空気1キログラムあたりの水蒸気キログラムです。千を掛けてグラム毎キログラムで報告します。

これはサウンディング図・モデル出力・実験ノートの日常単位です。e と P は比としてしか現れないため、ヘクトパスカル・ミリバール・パスカル・トルは、両入力が同一単位であれば同じ混合比になります。水蒸気圧 12.27 ヘクトパスカル、全圧 1013.25 ヘクトパスカルという典型的な観測は、中緯度の地表面空気と同程度の数グラム毎キログラムになります。

水蒸気圧が零なら混合比は零で、完全に乾いた空気です。水蒸気圧が全圧以上になると乾燥空気の残りが正でなく恒等式は未定義になるため、本計算機はその場合を Infinity で返さず拒否します。全圧自体は厳密に正でなければなりません。

混合比が役立つ場面と違うもの

総観・メソスケールの帳票は、ラジオゾンデや再解析の水蒸気圧と地点気圧を混合比へ変換し、高さ方向の保存湿度を、ε の恒等式を手で繰り返さずに比べます。化学と大気科学の授業は同じ閉形式を最初の湿度実験にします。e と P が与えられたら w をグラム毎キログラムで報告し、代入を示します。

HVAC と乾湿計の表計算は、乾湿線図が用いる水蒸気質量対乾燥空気質量の定義に合う決定的な神託が必要であり、温度にまだ依存する相対湿度の百分率ではありません。環境監視スクリプトは、質量比が自然な単位である排出・沈着計算に混合比を折り込みます。すでに水蒸気圧と全圧があり w だけ必要なときに本機能を選んでください。

混合比が分かっていてグレイン毎ポンドなど別単位だけ必要なときは、本計算機ではなく humidity ratio の単位変換を使います。実在と飽和の水蒸気圧があり百分率が必要なら、それは相対湿度で別の検索です。

活用例

ラジオゾンデと地点の水分

観測した水蒸気圧と地点気圧または海面更正気圧を g/kg の混合比へ変換し、サウンディング・再解析比較・保存湿度診断に用います。

HVAC と乾湿計の質量比

水蒸気圧と全圧から乾燥空気1キログラムあたりグラムの湿度混合比を得てから、グレイン毎ポンドを調べたり乾湿線図を描いたりします。

よくある質問

水蒸気圧と全圧から混合比はどう計算しますか？

乾燥空気中の水蒸気の質量混合比は ε = 0.622 として w = ε·e/(P−e) kg/kg です。本計算機はその千倍をグラム毎キログラムで返します。水蒸気圧 e と全圧 P は同じ単位でなければなりません。

全圧が零または負だとどうなりますか？

大気の全圧が正でないとき混合比は未定義であり、失敗は課金されません。

混合比は相対湿度や比湿と同じですか？

違います。混合比は乾燥空気質量あたりの水蒸気質量です。比湿は湿潤混合物の質量で割ります。相対湿度はある温度での飽和水蒸気圧に対する百分率であり、本ツールが返すものではありません。

e と P にはどの圧力単位を使えばよいですか？

整合する任意の単位です。hPa、mbar、Pa、torr、その他の圧力単位。計算機は単位を換算しません。

水蒸気圧12.27 hPa、全圧1013.25 hPaの混合比はいくつですか？

乾燥空気1 kgあたり7.624468021339 gです。乾燥空気の分圧は1000.98 hPaで、0.622に2つの圧力の比を掛け、さらに1000を掛けてグラムにしています。

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/chem/mixing-ratio

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/chem/mixing-ratio \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"vapor_pressure":12.27,"total_pressure":1013.25}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/chem/mixing-ratio", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "vapor_pressure": 12.27,
    "total_pressure": 1013.25
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/chem/mixing-ratio",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "vapor_pressure": 12.27,
    "total_pressure": 1013.25
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/chem/mixing-ratio", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"vapor_pressure":12.27,"total_pressure":1013.25}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"vapor_pressure":12.27,"total_pressure":1013.25}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/chem/mixing-ratio", 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

{
  "vapor_pressure": 12.27,
  "total_pressure": 1013.25
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "chem.mixing_ratio",
  "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

全圧が零または負のとき混合比は未定義になるため、非物理的な大気で割る代わりに invalid_input で失敗します。

混合比の意味と w = 622·e/(P−e) の導出

w_gkg は 1000 倍の ε に e を掛け、P から e を引いたもので割った値、ε を 0.622 と取るときは単に 622 倍の e を P から e を引いたもので割った値です。零または負の大気は物理的な分母ではなく、本ページが文書化する明示的な invalid_input 経路です。

入力契約、応答の形、単位、誤り時の振る舞い

全圧は厳密に零より大きくなければなりません。水蒸気圧は非負で、全圧より厳密に小さく、P から e を引いた値が正のままである必要があります。典型確認は、地表面の水蒸気圧 12.27 と全圧 1013.25、教科書の切りのよい水蒸気圧 10 と全圧 1000、任意の正の P で水蒸気圧 0 の完全乾燥です。本端点は混合比の単位換算をせず、相対湿度を計算せず、温度から飽和水蒸気圧へ逆算しません。それらは別ページです。必須の有限数二つを含む JSON 本体を送ってください。vapor_pressure は水蒸気の分圧 e で、別名は e、pv、partial_pressure、water_vapor_pressure、vapor です。total_pressure は大気の全圧 P で、別名は p、pressure、atmospheric_pressure、air_pressure、station_pressure です。どちらも JSON 数値または厳密な数値文字列で渡せます。零と負の値は invalid_input と、全圧は正でなければならないというメッセージで失敗し、課金されません。欠落フィールド、空文字列、NaN、Infinity、公開された絶対上限の一兆を超える大きさも、フィールド名付きの invalid_input で失敗します。成功時は丸めた vapor_pressure と total_pressure をエコーし、主結果 mixing_ratio をグラム毎キログラムで、mixing_ratio_kg_kg を SI 質量比で、dry_air_pressure を入力圧力単位の P から e を引いた値で、epsilon を 0.622、formula を短い恒等式、unit を g/kg とし、実験報告に貼れる equation と message の行を付けます。

混合比 API が役立つ場面と、そうでないもの

実装は純粋な parse の段階 A なので、成功呼び出しは公開された基本料金 $0.002 で、モデルトークンも外向きネットワークもなく、検証失敗は残高を消費しません。テストでは丸めた mixing_ratio を固定し、両方の圧力を一つの単位に保つと、宿題・LMS プラグイン・エッジワーカー向けに再現可能なグラム毎キログラムが得られ、自前の乾湿計ライブラリを立てる必要はありません。

連携の活用例

化学と気象の宿題

教科書の e と P の組で w = 622·e/(P−e) を確かめ、乾燥空気の限界 e = 0 と、全圧が正でないときの invalid_input 経路も含めます。

技術的な質問

混合比計算機の料金はいくらですか。

ブラウザの道具は無料です。API 要求は成功1回あたり $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 →