在恒定的温度和压力条件下,干空气的密度通常大于湿空气。这主要源于湿空气密度的计算方式,它由干空气密度和水蒸气密度之和组成。尽管湿空气中含有水蒸气,但其密度并不等于干空气的简单叠加,因为水蒸气的分子量较小。在相同体积下,干空气的分子量大约为28.97,而湿空气的平均分子量会因为湿度增加而接近水的分子量18.02,因此干空气的质量更大,密度相应更高。
此外,从物理角度解释,空气的密度受到压强的影响。在排水取气实验中,保持烧杯内外水面平衡是确保收集气体压强与环境一致的关键。由于干空气在压缩状态下密度更大,所以放气时需缓慢进行,以免气体突然膨胀导致泄露。
值得注意的是,大气中的水蒸气含量虽大,但其分压通常在1×103帕斯卡左右,且受时间和地点变化影响显著。在理想气体模型中,如果以水蒸气压pw、环境空气压强p0(约1.01325×105帕斯卡)和气压计测得的空气压强p来计算,干空气的密度优势在这些条件下依然明显。
总结来说,在同温同压下,干空气的密度大于湿空气,这是由其分子量差异和气体状态决定的。
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