天然氣是一種無(wú)毒無(wú)色無(wú)味的氣體，其主要成份是甲烷。在0℃及101.325kPa(1個(gè)大氣壓)條件下天然氣的密度為0.7174Kg/m3, 相對(duì)密度為0.5548 ( 即設(shè)空氣的密度為1，天然氣相對(duì)于空氣的密度為0.5548)。

天然氣，是一種多組分的混合氣態(tài)化石燃料，主要成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數(shù)，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田、氣田、煤層和頁(yè)巖層。

第一個(gè)問(wèn)題可能大家都很熟悉，第二問(wèn)題可能會(huì)難倒一片。

天然氣在常壓下，冷卻至約-162℃時(shí)，則由氣態(tài)變成液態(tài)，稱為液化天然氣(英文：LiquefiedNaturalGas，簡(jiǎn)稱LNG)。

液化天然氣（LNG）的主要成分為甲烷，還有少量的乙烷、丙烷以及氮等。天然氣在液化過(guò)程中進(jìn)一步得到凈化，甲烷純度更高，幾乎不含二氧化碳和硫化物，且無(wú)色無(wú)味、無(wú)毒。

液化天然氣由液態(tài)汽化為氣態(tài)，體積增大幾百倍，氣態(tài)甲烷是液態(tài)甲烷體積的625倍。液化天然氣密度：0.42～0.46g/cm3。氣態(tài)大約是：626.5g/cm3。大約是空氣的：2/3。

那天然氣、液化天然氣的密度是怎么算出來(lái)的？在這之前我們先來(lái)了解下密度是怎么計(jì)算的：

物體中任一點(diǎn)P的密度定義為：

式中△V為包含P點(diǎn)的體積元；△M為該體積元的質(zhì)量。在厘米·克·秒制中，密度的單位為克/立方厘米；在國(guó)際單位制和中國(guó)法定計(jì)量單位中，密度的單位為千克/立方米。

一般來(lái)說(shuō)，不論什么物質(zhì)，也不管它處于什么狀態(tài)，隨著溫度、壓力的變化，體積或密度也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。聯(lián)系溫度T、壓力P和密度ρ（或體積）三個(gè)物理量的關(guān)系式稱為狀態(tài)方程。氣體的體積隨它受到的壓力和所處的溫度而有顯著的變化。對(duì)于理想氣體，狀態(tài)方程為P=ρRT，式中R為氣體常數(shù)，等于287.14㎡（秒2*開(kāi)）。如果它的溫度不變，則密度同壓力成正比; 如果它的壓力不變，則密度同溫度成反比。對(duì)一般氣體，如果密度不大，溫度離液化點(diǎn)又較遠(yuǎn)，則其體積隨壓力的變化接近理想氣體；對(duì)于高密度的氣體，還應(yīng)適當(dāng)修正上述狀態(tài)方程。

固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)的密度，在溫度和壓力變化時(shí)，只發(fā)生很小的變化。例如在0℃附近，各種金屬的溫度系數(shù)（溫度升高1℃時(shí)，物體體積的變化率）大多在10^-9左右。深水中的壓力和水下爆炸時(shí)的壓力可達(dá)幾百個(gè)大氣壓，甚至更高（1大氣壓=101325帕），此時(shí)必須考慮密度隨壓力的變化。R.H.科爾建議采用下列狀態(tài)方程：

式中, P0是一個(gè)大氣壓下水的密度。若n和B取作7和3000大氣壓，則一直到10^-5大氣壓，上述公式和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的誤差都在百分之幾的范圍內(nèi)。

就整個(gè)自然界而言，特大的壓力會(huì)使某些天體中物質(zhì)的密度與常見(jiàn)密度相差懸殊。

人體的密度僅有1.02g/cm3，只比水的密度多出一些。汽油的密度比水小，所以在路上看到的油漬，都會(huì)浮在水面上。海水的密度大于水，所以人體在海水中比較容易浮起來(lái)。（死海海水密度達(dá)到1.3g/cm3，大于人體密度，所以人可以在死海中漂浮起來(lái)。）

科學(xué)上

1.鑒別組成物體的材料。

密度是物質(zhì)的特性之一，每種物質(zhì)都有一定的密度，不同物質(zhì)的密度一般是不同。因此我們可以利用密度來(lái)鑒別物質(zhì)。其辦法是是測(cè)定待測(cè)物質(zhì)的密度，把測(cè)得的密度和密度表中各種物質(zhì)的密度進(jìn)行比較，就可以鑒別物體是什么物質(zhì)做成的。

2.計(jì)算物體中所含各種物質(zhì)的成分。

3.計(jì)算很難稱量的物體的質(zhì)量或形狀比較復(fù)雜的物體的體積。

根據(jù)密度公式的變形式：m=Vρ或 V=m/ρ，可以計(jì)算出物體的質(zhì)量和體積，特別是一些質(zhì)量和體積不便直接測(cè)量的問(wèn)題，如計(jì)算不規(guī)則形狀物體的體積、紀(jì)念碑的質(zhì)量等。

4.判定物體是實(shí)心還是空心。

判定物體是空心的還是實(shí)心的，一般有以下三種方法 ：

（1）根據(jù)公式，求出其密度，再與該物質(zhì)密度ρ比較，若 ρ，則為空心，若=ρ，為實(shí)心。

（2）已知質(zhì)量，由公式求出V，再與V物比較，若V物 V，則為空心，若V=V物 ，則該物體為實(shí)心。

（3）把物體當(dāng)作實(shí)心物體對(duì)待，利用，求出體積為v的實(shí)心物體的質(zhì)量，然后將m與物體實(shí)際質(zhì)量m物比較，若m m物時(shí)，則該物體為空心，若m=m物，則該物體為實(shí)心。

5.計(jì)算液體內(nèi)部壓強(qiáng)以及浮力等。（密度也可以計(jì)算柱體壓強(qiáng)）

6.鑒別未知物質(zhì)

“氬”就是通過(guò)計(jì)算未知?dú)怏w的密度發(fā)現(xiàn)的。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)后又經(jīng)光譜分析，確認(rèn)空氣中含有一種以前不知道的新氣體，把它命名為氬。

農(nóng)業(yè)上

對(duì)于密度是一個(gè)重要的依據(jù)。在農(nóng)業(yè)上可用來(lái)判斷土壤的肥力，含腐殖質(zhì)多的土壤肥沃，其密度一般為2.3×103千克/米3。我們?cè)谶x種時(shí)可根據(jù)種子在水中的沉、浮情況進(jìn)行選種：飽滿健壯的種子因密度大而下沉；癟殼和其他雜草種子由于密度小而浮在水面。在工業(yè)生產(chǎn)上如淀粉的生產(chǎn)以土豆為原料，一般來(lái)說(shuō)含淀粉多的土豆密度較大，故通過(guò)測(cè)定土豆的密度可估計(jì)淀粉的產(chǎn)量。

工業(yè)上

工廠在鑄造金屬物之前，需估計(jì)熔化多少金屬，可根據(jù)模子的容積和金屬的密度算出需要的金屬量。

接下來(lái)我們就來(lái)計(jì)算下天然氣的密度：

1. 天然氣的密度

天然氣的密度定義為單位體積天然氣的質(zhì)量，用符號(hào)ρ表示。

式中m—天然氣的質(zhì)量，kg;

V—天然氣的體積，m3。

因?yàn)樵?01.325kPa、0℃下，1kmol任何氣體的體積都等于22.4m3，所以任何氣體在此標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度為：

氣體的密度與壓力、溫度有關(guān)，在低溫、高壓下同時(shí)與氣體的壓縮因子有關(guān)。氣體在某壓力、溫度下的密度為：

式中ρ—?dú)怏w在任意壓力、溫度下的密度，kg/m3;

p—天然氣的壓力，kPa(絕);

M—天然氣的相對(duì)分子質(zhì)量;

Z—天然氣壓縮系數(shù);

T—天然氣絕對(duì)溫度，K。

2. 相對(duì)密度 

天然氣相對(duì)密度是在相同壓力和溫度下天然氣的密度與空氣密度之比，即ρ天/ρ空，這是一個(gè)無(wú)量綱的量。

天然氣的相對(duì)密度用符號(hào)S表示，則：

式中ρ天，M天——分別為天然氣的密度和相對(duì)分子質(zhì)量;

ρ空，M空——分別為空氣的密度和相對(duì)分子質(zhì)量。

空氣的密度：

ρ空=1.293kg/m3(O℃、101.325kPa)

ρ空=1.205kg/m3(20℃、101.325kPa)

由此可求得天然氣的相對(duì)密度也常用在已知天然氣的相對(duì)密度時(shí)，求天然氣的分子量或密度等。

天然氣的相對(duì)密度一般在0.54～0.62之間，石油伴生產(chǎn)的相對(duì)密度在0.7～0.85之間，個(gè)別含重?zé)N多的油田氣也有大于1的。

知識(shí)補(bǔ)充

壓縮天然氣

壓縮天然氣（Compressed Natural Gas,簡(jiǎn)稱CNG）指壓縮到壓力大于或等于10MPa且不大于25MPa的氣態(tài)天然氣，是天然氣加壓并以氣態(tài)儲(chǔ)存在容器中。

壓縮天然氣與管道天然氣的組分相同,主要成分為甲烷（CH4）。CNG可作為車輛燃料使用。LNG（Liquefied Natural Gas）可以用來(lái)制作CNG，這種以CNG為燃料的車輛叫做NGV（Natural Gas Vehicle）。

液化石油氣（Liquefied Petroleum Gas,簡(jiǎn)稱LPG）經(jīng)常容易與LNG混淆，其實(shí)它們有明顯區(qū)別。LPG的主要組分是丙烷（超過(guò)95%），還有少量的丁烷，LPG在適當(dāng)?shù)膲毫ο乱砸簯B(tài)儲(chǔ)存在儲(chǔ)罐容器中，被用作民用燃料和車輛燃料。