在恒定的溫度和壓力條件下,干空氣的密度通常大于濕空氣。這主要源于濕空氣密度的計算方式,它由干空氣密度和水蒸氣密度之和組成。盡管濕空氣中含有水蒸氣,但其密度并不等于干空氣的簡單疊加,因為水蒸氣的分子量較小。在相同體積下,干空氣的分子量大約為28.97,而濕空氣的平均分子量會因為濕度增加而接近水的分子量18.02,因此干空氣的質量更大,密度相應更高。
此外,從物理角度解釋,空氣的密度受到壓強的影響。在排水取氣實驗中,保持燒杯內外水面平衡是確保收集氣體壓強與環境一致的關鍵。由于干空氣在壓縮狀態下密度更大,所以放氣時需緩慢進行,以免氣體突然膨脹導致泄露。
值得注意的是,大氣中的水蒸氣含量雖大,但其分壓通常在1×103帕斯卡左右,且受時間和地點變化影響顯著。在理想氣體模型中,如果以水蒸氣壓pw、環境空氣壓強p0(約1.01325×105帕斯卡)和氣壓計測得的空氣壓強p來計算,干空氣的密度優勢在這些條件下依然明顯。
總結來說,在同溫同壓下,干空氣的密度大于濕空氣,這是由其分子量差異和氣體狀態決定的。