GAS PROPERTY

窒素ガスの密度計算

温度と圧力から窒素ガスの密度と圧縮係数Zを確認します。高圧条件では実在気体モデルを使い、配管圧損やレイノルズ数に渡す密度の前提をそろえます。

圧力は絶対圧で扱います。高圧条件では、結果欄のZと理想気体との差もあわせて確認してください。

CALCULATION SCOPE

計算の対象範囲

用途と条件の扱いを確認してから計算すると、物性値の取り違えを減らせます。

主な用途
窒素ガスの密度・圧縮係数Zを確認し、配管圧損、レイノルズ数、ガス流量の前提に使います。
推奨・検証条件
高精度（実在気体）: 250〜500 K、0.1〜20.2 MPa（絶対圧）
計算モデル
Helmholtz型EOS（NIST/REFPROP・CoolProp相当）
条件外の扱い
1.2 atm以下では低圧近似を使えます。1.2 atmを超える高圧で高精度範囲外の条件は、近似へ切り替えずエラーで停止します。

STEP 1

温度と圧力を入力する

温度と圧力を同じ運転条件にそろえて入力してください。圧力は選択した単位から絶対圧へ換算して計算します。

高精度（実在気体）の検証範囲は250〜500 K、0.1〜20.2 MPaです。1.2 atm以下は低圧近似で計算し、それを超える高圧で範囲外の条件は結果を出さずエラーで停止します。

REFERENCE

30℃・1 atm付近の代表値

密度 ρ
1.1263091 kg/m³
圧縮係数 Z
0.999843

1.1263091 g/L、30 ℃, 1 atm。出典: NIST Chemistry WebBook / Nitrogen fluid properties。正式な設計・保証値には使用条件に合う最新の物性データを確認してください。

窒素ガス密度の計算結果

計算済み

条件: 30.00 ℃ / 303.15 K、1 atm（101325 Pa）

1.12631kg/m³

1.12631 g/L・高精度（実在気体）で計算

圧縮係数 Z
0.999843
動粘度 ν
16.012400 cSt
粘度 μ
18.034911 μPa·s
理想気体密度
1.12613 kg/m³

理想気体との差: 理想気体式とほぼ同じ密度です。（0.02 %）。NIST/REFPROP・CoolProp相当の窒素Helmholtz EOS

30℃・1 atmのNIST確認値との差: このページの密度計算値は -0.000 % 程度です。圧力が高いほど理想気体との差が大きくなるため、配管圧損やレイノルズ数では同じ条件の密度を使います。

計算後に次に確認するページ

NIST確認値との比較

30℃でのNIST WebBook確認値に対し、ページ内の窒素EOSで同等の値になることを確認しています。 低圧では理想気体に近い一方、高圧では圧縮係数Zと密度差を確認してから配管計算へ渡すのがおすすめです。

圧力 NIST密度 kg/m³ Z
0.101325 MPa 1.1263091 0.999843
5 MPa 55.695897 0.997745
10 MPa 110.35741 1.007097
20 MPa 209.90190 1.058977

計算式と定数

検証範囲内では窒素のHelmholtz型EOSで密度を求めます。密度は配管圧損、レイノルズ数、ガス流量換算で 粘度と同じくらい効いてくるため、温度・圧力が変わる場合は1 atm代表値をそのまま使わないようにしてください。

項目 値
molecular_weight 28.01348 g/mol
critical_temperature 126.192 K
critical_pressure 3.3958 MPa
critical_molar_density 11183.901 mol/m³
density_model Helmholtz EOS (Span/CoolProp Nitrogen)
transport_correlation Lemmon-IJT-2004
validated_range 250-500 K, 0.1-20.2 MPa

他のガス物性も確認する

FAQ

窒素の密度は30℃でいくつですか？

30℃、1 atm付近では、NIST確認値として 1.1263091 kg/m³（1.1263091 g/L）が目安です。

kg/m³ と g/L は同じ数値ですか？

はい。密度では 1 kg/m³ = 1 g/L なので、数値は同じです。配管計算やレイノルズ数では kg/m³ にそろえると扱いやすくなります。

なぜ高圧ではZが必要ですか？

理想気体ではZ=1として ρ = PM / RT で密度を求めますが、高圧では分子間相互作用の影響でZが1から外れます。 Zを使った実在気体計算では ρ = PM / (ZRT) となり、圧損・流量・レイノルズ数に使う密度のずれを小さくできます。

高圧では理想気体密度を使ってよいですか？

低圧では近い値になりますが、高圧ではZが1から外れ、密度差が無視できなくなる場合があります。 このページでは検証範囲内で実在気体EOSを使い、理想気体との差も表示します。

配管圧損やレイノルズ数にはどの密度を使いますか？

配管内の実際の温度・圧力に合わせた密度 kg/m³ を使ってください。常圧の代表値を高圧条件に流用すると、 レイノルズ数、圧力損失、Nm³/hと実流量の換算で誤差が大きくなることがあります。

粘度ページとどう使い分ければよいですか？

密度を主に見たい場合はこのページ、粘度・mPa·s・cP・動粘度を主に見たい場合は窒素粘度ページが便利です。 どちらも同じ窒素物性モジュールを使っているため、同じ温度・圧力条件でそろえて確認できます。