計算ツール
理想気体の密度計算
絶対圧、温度、分子量から、理想気体近似によるガス密度を計算します。圧縮係数や混合ガス補正は行わないため、入力前に圧力基準と分子量基準を確認してください。
更新日: 2026-06-21
使う前に確認すること
値を入れる前に、単位、基準、物性値、適用範囲が手元の資料や仕様書と合っているか確認してください。
- kg/m3 と g/L は数値が同じになります。表示単位だけが異なります。
- kg/kmol は g/mol と同じ数値スケールとして扱います。
前提があいまいなときに確認するガイド
計算フォーム
このツールは、絶対圧、温度、分子量から、理想気体近似で気体密度を求める計算補助です。
酸素、水素、窒素、空気などの名称を選ぶ形式ではなく、分子量をユーザーが確認して入力する前提です。仕様書、SDS、実験条件、設備資料に書かれた圧力や温度を使う前に、圧力基準と分子量基準を整理する用途を想定しています。
このツールでできること
- 絶対圧、温度、分子量から、理想気体式
rho = P M / R Tで気体密度を計算する kg/m3、g/L、g/m3の表示単位を切り替えるPa、kPa、MPa、bar、atmの圧力入力を扱うK、℃、°Fの温度入力を扱う- 高圧、低温、ゲージ圧、混合ガスなど、誤用しやすい前提を確認する
入力前チェック
表は横にスクロールできます。
| 確認項目 | 入力してよい状態 | 止めるべき状態 |
|---|---|---|
| 圧力 | 絶対圧として分かっている | ゲージ圧、真空計の値、基準不明の圧力 |
| 温度 | 気体の状態温度が分かっている | 標準状態や仕様温度が不明 |
| 分子量 | 単一成分の分子量、または混合ガスの平均分子量が分かっている | 組成、dry/wet 基準、平均分子量が不明 |
| 適用範囲 | 常圧付近の概算、前提確認 | 高圧設計、保証値、購買仕様、安全判断 |
| 実在気体性 | Z=1 とみなせる概算 | 圧縮係数、凝縮、非理想性が重要 |
計算式
理想気体の状態方程式 P V = n R T と、密度 rho = m / V、分子量 M = m / n から、次の形で計算します。
rho = P * M / (R * T)
ここで、P は絶対圧、M は kg/mol に換算した分子量、R は 8.314462618 J/(mol K)、T は絶対温度です。
式の選び方
理想気体密度を使ってよいかは、圧力、温度、相、必要精度で変わります。
表は横にスクロールできます。
| 選択肢 | 使える場面 | 止めるべき場面 |
|---|---|---|
Z = 1 の理想気体近似 |
常圧付近、概算、単位や分子量の前提確認 | 高圧、低温、凝縮性ガス、保証値・設計値 |
圧縮係数 Z を入れた補正 |
信頼できる Z、温度、圧力、組成がそろっている |
Z の出典や適用範囲が不明 |
| EOS・物性DB・メーカー資料 | 高圧、低温、臨界点付近、混合ガス、購買仕様 | CalcChemの簡易ツールだけで最終値にする |
このページで計算するのは1行目の Z = 1 近似です。2行目以降が必要な条件では、計算結果を検算の目安に留め、一次資料や専門ソフトへ戻してください。
式・定数・代表値の根拠
このページでは、理想気体式 PV = nRT から導いた rho = P M / (R T) を使います。気体定数は R = 8.314462618 J/(mol K) とし、圧力は Pa、温度は K、分子量は kg/mol にそろえてから計算します。
乾燥空気、酸素、水素などの例は、入力方法を示すための代表例です。乾燥空気の平均分子量、酸素や水素の分子量は、実際の組成、湿度、純度、dry/wet 基準、出典によって扱いが変わることがあります。このツールは物質データベースではないため、分子量や組成基準はユーザー側で確認してください。
使い方例
乾燥空気の密度を概算する
乾燥空気を M = 28.965 g/mol、P = 101325 Pa、T = 15 ℃ として入力すると、密度は約 1.225 kg/m3 になります。
ただし、空気の組成や湿度は固定値ではありません。湿り空気、燃焼用空気、分析値がある混合ガスでは、平均分子量や dry/wet 基準を別途確認してください。
酸素や水素の密度を確認する
酸素なら分子量 31.998 g/mol、水素なら分子量 2.016 g/mol のように、分子量を入力して概算します。このツールは物質名から分子量を自動選択しません。
「酸素 密度 0度」「水素 密度 25度」のような確認では、温度、圧力、分子量を明示してから計算してください。
高圧ガスでは圧縮係数を確認する
たとえば 1 MPa 以上の条件では、理想気体近似だけで密度を決めないでください。圧縮係数 Z、実在気体の状態式、メーカー資料、規格値などの確認が必要になる場合があります。
この 1 MPa は、CalcChemで高圧条件の注意を出すための目安です。圧縮ガスの一部について
1 MPaという基準が出てくる
高圧ガス保安法第2条も参考にしていますが、
このツールは法令上の高圧ガス該当性、安全性、設備区分を判定しません。
このツールで判断しないこと
- 圧縮係数
Zを使った実在気体密度 - 混合ガスの平均分子量の計算
- 湿りガスの dry/wet 基準補正
- 凝縮性ガスや低温条件の相平衡
- 安全弁、配管、圧力容器、流量計、購買仕様の設計値
- 保証値、品質規格、法令、設備運転条件の最終判断
これらが必要な場合は、このツールの計算結果を最終値にせず、原典資料や専門家確認に戻してください。
混合気体のmol%またはモル分率から平均分子量も確認したい場合は、混合気体の平均分子量・密度計算を使ってください。dry/wet基準、ゲージ圧、Z、凝縮や反応の有無が不明な場合は、混合気体側のツールでも最終判断には使えません。
よくある誤用
ゲージ圧をそのまま入れる
理想気体式の圧力は絶対圧です。0.5 MPaG をそのまま 0.5 MPa として入れると、密度を小さく見積もります。周囲圧を足して絶対圧に換算してから使ってください。
分子量の基準を確認しない
混合ガスでは、平均分子量が dry 基準か wet 基準かで結果が変わります。SDS、分析表、仕様書に書かれた組成基準を確認してください。
高圧でも Z=1 とみなす
常圧付近の概算では便利ですが、高圧条件では圧縮係数による補正が必要になることがあります。特に購買仕様や設備設計の値として使う場合は、物性資料に戻る必要があります。
関連して確認したいページ
- 圧力の絶対圧・ゲージ圧・真空基準を確認したい場合は、圧力基準のガイドを先に確認してください。
- 温度や圧力から物性値を推算する前には、物性推算前チェックのガイドで適用範囲を整理してください。
Nm3/hや標準状態との関係を見る場合は、標準状態・基準状態のページも合わせて確認してください。
使用する式
理想気体近似による密度
rho = P * M / (R * T)
- P は絶対圧です。ゲージ圧や真空計の値をそのまま使わないでください。
- M は kg/mol に換算した分子量です。混合ガスでは平均分子量が必要です。
- R = 8.314462618 J/(mol K) を使います。
- 圧縮係数 Z、湿りガス、非理想性、凝縮、反応、組成変化は考慮しません。
変数定義
| 記号 | 名称 | 説明 | 標準単位 |
|---|---|---|---|
| rho | 気体密度 | 理想気体近似で求める質量密度です。 | kg/m3 |
| P | 絶対圧 | 気体の絶対圧です。 | Pa |
| M | 分子量 | 単一成分の分子量、または混合ガスの平均分子量です。 | kg/mol |
| R | 気体定数 | 8.314462618 J/(mol K) として扱います。 | J/(mol K) |
| T | 絶対温度 | 気体の状態温度です。 | K |
単位上の注意
- kg/m3 と g/L は数値が同じになります。表示単位だけが異なります。
- kg/kmol は g/mol と同じ数値スケールとして扱います。
- atm は 101325 Pa として換算します。
例題
乾燥空気の目安
乾燥空気を M = 28.965 g/mol として入力した場合の概算です。湿度や組成差は考慮しません。
酸素の目安
酸素の分子量をユーザーが入力した場合の例です。低温条件では凝縮や非理想性も確認してください。
高圧窒素の注意例
1 MPa 以上では圧縮係数 Z の確認が必要になる場合があります。理想気体近似だけで設計値にしないでください。
FAQ
酸素や水素を選ぶだけで密度を出せますか？
できません。このツールでは成分選択や物性データベースを持たず、分子量を確認して入力する形式です。物質名から密度を返すページではなく、出典で確認した分子量、絶対圧、絶対温度から理想気体近似の密度を検算します。
ゲージ圧を入力できますか？
直接は入力しないでください。理想気体式の P は絶対圧です。0.5 MPaG のような値は、周囲圧を足して絶対圧に換算してから入力します。
実在気体の密度として使えますか？
使えません。このツールは Z=1 の理想気体近似です。高圧、低温、凝縮性ガス、混合ガス、湿りガスでは、物性資料や状態方程式を確認してください。
次に確認する計算
式、変数、単位、例題を確認した後に、実務フロー上で続けて確認しやすい計算です。
混合気体の平均分子量・密度計算
混合気体のモル分率またはmol%と各成分の分子量から、平均分子量を求め、絶対圧・温度・圧縮係数Zを使って理想気体近似の密度を計算します。物質データベースではないため、成分名ではなく、SDS、仕様書、分析値などで確認した組成と分子量を入力してください。
顕熱量計算
質量または物質量、熱容量、温度差から、相変化を伴わない顕熱量を計算します。熱容量の基準、温度差の単位、Cp/Cv、潜熱や反応熱を含めない範囲を確認するための実務向けツールです。
理想気体計算
PV = nRT により、圧力、体積、物質量、温度のうち1つを空欄にして未知量を計算します。
ここでは次に確認しやすい内部リンクだけを表示しています。ほかの計算は 計算ツール一覧 から目的別に探せます。
関連ガイド
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物性値の推算・計算ワークフロー
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気体計算で圧力・温度・基準状態を取り違えないための入力前チェック
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絶対圧・ゲージ圧・真空圧の違い
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ここでは入力前に特に確認しやすいガイドだけを表示しています。ほかの前提確認は ガイド一覧 から探せます。
実務利用上の注意
本サイトの計算結果は、入力条件、単位、前提、適用範囲により変わります。 最終的な設計判断、安全判断、法令判断、購買判断、運転条件の決定には、原典、 社内基準、適用規格、専門家による確認を優先してください。