La densidad del del aire, ρ (Griego: rho) (densidad del aire), es la masa por el volumen de unidad de la atmósfera de tierra, y es un valor útil en aeronáutica . Al igual que la presión de aire, las disminuciones de la densidad del aire con el aumento de altitud y la temperatura. En el nivel del mar y en el °C 20, el aire seco tiene una densidad de aproximadamente 1.2 kg/m3 (0.002377 slug/ft3). La densidad del agua, que es cerca de 1000 kg/m3 (1 ³ de g/cm), es cerca de 800 veces más que la densidad del aire.

Efectos de la temperatura y de la presión

La fórmula para la densidad del aire seco se da cerca: = \ frac {p} {R \ cdot T} del \ de rho del

l

donde está la densidad el ρ aire, el p es presión, el R es el constante de gas específico, y el T es temperatura en el Kelvins .

El específico R del constante de gas para el aire seco es: R_ del

l \ mathrm {secarse \, aire} = 287.05 \ frac {\ mbox {J}} {\ mbox {} \ cdot \ mbox {K} del kilogramo}

Por lo tanto:
En la temperatura estándar y la presión (PA de 0 °C y de 101.325 k), el aire seco tiene una densidad de ρSTP = 1.
En la temperatura ambiente y la presión estándar (25 el °C y el kPa 100), el aire seco tiene una densidad de ρSATP = 1.
En la temperatura ambiente y la presión estándar (70 °F y 14.696 psia), el aire seco tiene una densidad de ρSATP = 0.2 kg/m3 de lbm/ft3.

Efecto del vapor de agua

La adición del vapor de agua al aire (que hace el aire húmedo) reduce la densidad del aire, que puede al principio aparecer contrario a la lógica.

Esto ocurre porque la masa molecular del agua (18) es menos que la masa molecular del aire (alrededor 29). Para cualquier gas, en una temperatura y una presión dadas, el número de moléculas presentes es constante para un volumen particular. Tan cuando las moléculas de agua (vapor) se introducen al aire, el número de moléculas del aire debe reducir por el mismo número en un volumen dado, sin el aumento de la presión o de la temperatura. Por lo tanto la masa por el volumen de unidad del gas (su densidad) disminuye.

La densidad del aire húmedo se puede calcular como mezcla de los gases ideales en este caso, el que la presión parcial del vapor de agua se conoce como la presión de vapor . Usar este método, el error en el cálculo de la densidad es menos de 0.2% en la gama del °C −10 a 50 °C. La densidad del aire húmedo se encuentra cerca: del

l \ rho~_ {_ {humid~air}} = \ + \ frac {p_ {v}} {R_ {} \ cdot T de v} del frac {p_ {d}} {R_ {} \ cdot T de d}

Donde: del \ densidad del rho~_ {_ {humid~air}} = de la presión parcial húmeda del p_ aire (³ de kg/m) {d} = del constante de gas específico seco del R_ aire (PA) {d} = para el aire seco, 287.05 j (kilogramo·K) presión de vapor del p_ del
de la temperatura del T = del
(k) {v} = del constante de gas específico del R_ agua (PA) {v} = para el vapor de agua, 461.495 j (kilogramo·K)

La presión de vapor del agua se puede calcular de la presión de vapor de saturación y de la higrometría . Se encuentra cerca: = \ p_ del phi~ del p_ del

l {v} \ del cdot {sentado}

Donde: presión de vapor del p_ del {v} = del \ de la presión de vapor de saturación del p_ del
de la higrometría del phi~ = {sentado} = agua

La presión de vapor de saturación del agua en cualquier temperatura dada es la presión de vapor cuando la higrometría es 100%. Una simplificación de la regresión usada para encontrar esto, se puede formular como: _ del p del

l (mb) {sentado} = 6.1078 \ cdot 10^ {\ frac {7.85}} IMPORTANTE:
Esto dará un resultado en el mb, 1 PA mb=100
el p_ del

{d} se encuentra el considerar la presión parcial, dando por resultado: p_ del

l {d} = p-p_ {v}

Donde el p observa simplemente la presión absoluta en el sistema observado.

Efectos de la altitud

Para calcular la densidad del aire en función de altitud, una requiere parámetros adicionales. Son mencionados debajo, junto con sus valores según la atmósfera estándar internacional, usar el constante de gas universal en vez el específico:
p de la presión atmosférica estándar del nivel del mar 0 de = PA 101325
T0 de la temperatura estándar del nivel del mar = 288.15 K
gravitacional g de la aceleración de la Tierra-superficie = 9.80665 m/s2.
L de la tarifa de lapso de la temperatura = − 0.0065 m de la k
R del constante de gas universal = 8.31447 j (mol ·K)
Masa molar M del aire seco = 28.0289644 kg/mol)

La temperatura en los metros del h de la altitud sobre nivel del mar es dada por la fórmula siguiente (solamente válida dentro de la troposfera ): T del

l = T_0 + L \ cdot h

La presión en el h de la altitud se da cerca: p del

l = p_0 \ cdot \ (1 + \ frac {L \ cdot h} {T_0} \ derecho) ^ \ frac dejados {g \ cdot M} {- R \ cdot L}

La densidad se puede entonces calcular según una forma molar de la fórmula original: = \ frac {p \ cdot M} {R \ cdot T} del \ de rho del

l

Importancia de la temperatura

La tabla below demuestra que las características del aire cambian perceptiblemente con temperatura.

Tabla del - velocidad del sonido en el c, densidad del aire del ρ, del del aire Z de la impedancia acústica del contra el °C de la temperatura

Ver también

Atmósfera estándar internacional
Atmósfera estándar de los E.
NRLMSISE-00

.

  • Zenithic
  • JoBeth Williams
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