공기의 주요 구성 요소는 질소(N₂)와 산소(O₂)입니다. 이들의 비중은 거의 동일하며, 약 78%의 질소와 약 21%의 산소로 이루어져 있습니다.
다양한 기체는 서로 다른 비중을 가지고 있습니다. 다음은 몇 가지 기체의 비중 예시입니다.
공기를 이루는 기체 비중
공기 (대기)
공기는 대략적으로 1.225 kg/m³의 비중을 가집니다.
수소
수소는 대략적으로 0.0899 kg/m³의 비중을 가집니다.
질소
질소는 대략적으로 1.251 kg/m³의 비중을 가집니다.
산소
산소는 대략적으로 1.429 kg/m³의 비중을 가집니다.
이산화탄소
이산화탄소는 대략적으로 1.977 kg/m³의 비중을 가집니다.
온도에 따른 공기의 비중은 일반적으로 다음과 같이 변화합니다. 이는 이상 기체 법칙에 따라 계산된 값입니다.
낮은 온도에서 공기의 비중은 높아집니다. 이는 공기 분자의 운동 에너지가 감소하고 분자 사이의 간격이 좁아지기 때문입 니다.
높은 온도에서 공기의 비중은 낮아집니다. 이는 공기 분자의 운동 에너지가 증가하고 분자 사이의 간격이 넓어지기 때문 입니다.
구체적인 계산은 다음과 같이 할 수 있습니다. 공기의 비중은 일반적으로 공기의 밀도와 관련이 있으므로, 온도에 따른 공기의 비중을 계산하려면 밀도 변화를 고려해야 합니다. 아래의 식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
공기의 비중 계산
P = P₀ * (T / T₀) * (ρ / ρ₀) P는 해당 온도에서의 공기의 비중, P₀는 기준 온도(보통 273K 또는 0°C)에서의 공기의 비중.
T는 해당 온도(Kelvin)입니다.
T₀는 기준 온도(Kelvin)입니다.
ρ는 해당 온도에서의 공기의 밀도.
ρ₀는 기준 온도에서의 공기의 밀도입니다.
이러한 계산은 이론적인 값이며, 실제 환경에서는 다른 요인들도 영향을 미칠 수 있으므로 참고용으로 사용해야 합니다.
다양한 기체는 환경 조건에 따라 비중이 다를 수 있으며, 이는 온도와 압력의 변화에 따라 영향을 받을 수 있습니다. 비중은 해당 기체의 분자량과 밀도에 의해 결정됩니다.