Как найти плотность воздуха у поверхности земли

Нашли ошибку? Сообщите в комментариях (внизу страницы)

Плотность воздуха — это физическая величина, характеризующая удельную массу воздуха при естественных условиях или массу газа атмосферы Земли на единицу объема. Величина плотности воздуха представляет собой функцию от высоты производимых измерений, от его влажности и температуры.

• Плотность воздуха равна…
• Определение плотности воздуха
• Формула плотности воздуха
• Что такое относительная плотность по воздуху?
• Как плотность воздуха зависит от температуры?
• Как измеряется плотность паров по воздуху?

Плотность воздуха равна… ^

За стандарт плотности воздуха принята величина, равная 1,29 кг/м3, которая вычисляется как отношение его молярной массы (29 г/моль) к молярному объему, одинаковому для всех газов (22,413996 дм3), соответствующая плотности сухого воздуха при 0°С (273,15°К) и давлении 760 мм ртутного столба (101325 Па) на уровне моря (то есть при нормальных условиях).

Определение плотности воздуха ^

Не так давно сведения о плотности воздуха получали косвенно за счет наблюдений за полярными сияниями, распространением радиоволн, метеорами. С момента появления искусственных спутников Земли плотность воздуха начали вычислять благодаря данным, полученным от их торможения.

Еще один метод заключается в наблюдениях за расплыванием искусственных облаков из паров натрия, создаваемых метеорологическими ракетами. В Европе плотность воздуха у поверхности Земли составляет 1,258 кг/м3, на высоте пяти км — 0,735, на высоте двадцати км — 0,087, на высоте сорока км — 0,004 кг/м3.

Различают два вида плотности воздуха: массовая и весовая (удельный вес).

Как выбрать освежители воздуха для комнаты, какие они бывают?

Если вам стало тяжело дышать, какие могут быть причины этого явления? Об этом можно прочитать здесь. Бережем свое здоровье!

Формула плотности воздуха ^

Весовая плотность определяет вес 1 м3 воздуха и вычисляется по формуле γ = G/V, где γ – весовая плотность, кгс/м3; G — вес воздуха, измеряемый в кгс; V – объем воздуха, измеряемый в м3. Установлено, что 1 м3 воздуха при стандартных условиях (барометрическое давление 760 мм ртутного столба, t=15°С) весит 1,225 кгс, исходя из этого, весовая плотность (удельный вес) 1 м3 воздуха равна γ =1,225 кгс/м3.

Что такое относительная плотность по воздуху? ^

Следует принять во внимание, что вес воздуха – это величина изменчивая и меняется в зависимости от различных условий, таких как географическая широта и сила инерции, которая возникает при вращении Земли вокруг своей оси. На полюсах вес воздуха на 5% больше, чем в зоне экватора.

Массовая плотность воздуха ρ вычисляется по следующей формуле: ρ = m / v. Здесь m – масса воздуха, измеряемая в кг×с2/м; ρ – его массовая плотность, измеряемая в кгс×с2/м4.

Массовая и весовая плотности воздуха находятся в зависимости: ρ = γ / g, где g – коэффициент ускорения свободного падения, равный 9,8 м/с². Откуда следует, что массовая плотность воздуха при стандартных условиях равна 0,1250 кг×с2/м4.

Как плотность воздуха зависит от температуры? ^

При изменении барометрического давления и температуры плотность воздуха изменяется. Исходя из закона Бойля-Мариотта, чем больше давление, тем больше будет плотность воздуха. Однако с уменьшением давления с высотой, уменьшается и плотности воздуха, что привносит свои коррективы, в результате чего закон изменения давления по вертикали становится сложнее.

Уравнение, которое выражает данный закон изменения давления с высотой в атмосфере, находящейся в покое, называется основным уравнением статики.

Важная роль в этом уравнении принадлежит изменениям плотности воздуха. В итоге можно сказать, что чем выше подниматься, тем меньше будет падать давление при подъеме на одинаковую высоту. Плотность воздуха от температуры зависит следующим образом: в теплом воздухе давление уменьшается менее интенсивно, чем в холодном, следовательно, на одинаково равной высоте в теплой воздушной массе давление более высокое, чем в холодной.

При изменяющихся значениях температуры и давления массовая плотность воздуха вычисляется по формуле: ρ = 0,0473хВ / Т. Здесь В – это барометрическое давление, измеряемое в мм ртутного столба, Т — температура воздуха, измеряемая в Кельвинах.

Как выбирают газовые обогреватели для дачи, по каким характеристикам, параметрам?

Что такое промышленный осушитель сжатого воздуха? Читайте про это здесь, наиболее интересная и актуальная информация.

Какие сейчас цены на озонотерапию? Вы узнаете об этом в данной статье:
http://about-air.ru/sostav-vozduha/ozon/ozonoterapiya-otzyvy.html. Отзывы, показания и противопоказания при озонотерапии.

Как измеряется плотность паров по воздуху? ^

Также плотность определяется и влажностью воздуха. Наличие водяных поров приводит к уменьшению плотности воздуха, что объясняется низкой молярной массой воды (18 г/моль) на фоне молярной массы сухого воздуха (29 г/моль). Влажный воздух можно рассмотреть как смесь идеальных газов, в каждом из которых комбинация плотностей позволяет получить требуемое значение плотности для их смеси.

Такая, своего рода, интерпретация позволяет определять значения плотности с уровнем погрешности менее 0,2% в диапазоне температур от −10 °C до 50 °C. Плотность воздуха позволяет получить величину его влагосодержания, которая вычисляется путем деления плотности водяного пара (в граммах), который содержится в воздухе, на показатель плотности сухого воздуха в килограммах.

Основное уравнение статики не позволяет решать постоянно возникающие практические задачи в реальных условиях изменяющейся атмосферы. Поэтому его решают при различных упрощенных предположениях, которые соответствуют фактическим реальным условиям, за счет выдвижения ряда частных предположений.

Основное уравнение статики дает возможность получить значение вертикального градиента давления, который выражает изменение давления при подъеме или спуске на единицу высоты, т. е. изменение давления на единицу расстояния по вертикали.

Низкая плотность воздуха определяет незначительное сопротивление передвижению. Многими наземными животными, в ходе эволюции, использовались экологические выгоды этого свойства воздушной среды, за счет чего они приобрели способность к полету. 75% всех видов наземных животных способны к активному полету. По большей части это насекомые и птицы, но встречаются млекопитающие и рептилии.

Видео на тему «Определение плотности воздуха»

Страница 6 из 12

5.101. Какая часть общего числа N молекул имеет скорости: а) больше наиболее вероятной скорости v_B, б) меньше наиболее вероятной скорости v_B ?

5.102. В сосуде находится масса m = 2,5 г кислорода. Найти число N_x молекул кислорода, скорости которых превышают

среднюю квадратичную скорость sqr(v²).

5.103. В сосуде находится масса m = 8 г кислорода при температуре T = 1600 К. Какое число N_x молекул кислорода имеет кинетическую энергию поступательного движения, превышающую энергию W₀ = 6,65 * 10^-20 Дж?

5.104. Энергию заряженных частиц часто выражают в электронвольтах: 1эВ — энергия, которую приобретает электрон, пройдя в электрическом поле разность потенциалов

U = 1 В, причем 1эВ = 1,60219^-19Дж. При какой температуре Т₀ средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул W₀ = 1 эВ? При какой температуре 50% всех молекул имеет кинетическую энергию поступательного движения, превышающую энергию W₀ = 1 эВ?

5.105. Молярная энергия, необходимая для ионизации атомов калия, W₁ = 418,68 кДж/моль. При какой температуре Т газа 10% всех молекул имеют молярную кинетическую энергию поступательного движения, превышающую энергию W_{t 1}?

5.106. Обсерватория расположена на высоте h = 3250 м над уровнем моря. Найти давление воздуха на этой высоте. Температуру воздуха считать постоянной и равной t = 5° С. Молярная масса воздуха u = 0,029 кг/моль. Давление воздуха на уровне моря p₀ = 101,3 кПа.

5.107. На какой высоте h давление воздуха составляет 75% от давления на уровне моря? Температуру воздуха считать постоянной и равной t = 0° С.

5.108. Пассажирский самолет совершает полеты на высоте h₁ = 8300 м. Чтобы не снабжать пассажиров кислородными масками, в кабине при помощи компрессора поддерживается постоянное давление, соответствующее высоте h₂ = 2700 м. Найти разность давлений внутри и снаружи кабины. Температуру наружного воздуха считать равной t₁ = 0° С.

5.109. Найти в предыдущей задаче, во сколько раз плотность p₂ воздуха в кабине больше плотности p₁ воздуха вне ее, если

температура наружного воздуха t₁ =-20° С, а температура воздуха в кабине t₂ = + 20° С.

5.110. Найти плотность p воздуха: а) у поверхности Земли;

б) на высоте h = 4 км от поверхности Земли. Температуру воздуха считать постоянной и равной t = 0° С. Давление воздуха у поверхности Земли p₀ = 100 кПа.

5.111. На какой высоте h плотность газа вдвое меньше его плотности на уровне моря? Температуру газа считать постоянной и равной t = 0° С. Задачу решить для: а) воздуха, б) водорода.

5.112. Перрен, наблюдая при помощи микроскопа изменение концентрации взвешенных частиц гуммигута с изменением высоты и применяя барометрическую формулу, экспериментально нашел значение постоянной Авогадро N_A. В одном из опытов Перрен нашел, что при расстоянии между двумя слоями dh = 100мкм число взвешенных частиц гуммигута в одном слое

вдвое больше, чем в другом. Температура гуммигута t =20° С. Частицы гуммигута диаметром б = 0,3 мкм были взвешены в жидкости, плотность которой на dp = 0,2 * 10³ кг/м³ меньше плотности частиц. Найти по этим данным значение постоянной Аво-гадро N_А.

5.113. Найти среднюю длину свободного пробега Я молекул углекислого газа при температуре t = 100° С и давлении p = 13,3 Па. Диаметр молекул углекислого газа б = 0,32 нм.

5.114. При помощи ионизационного манометра, установленного на искусственном спутнике Земли, было обнаружено, что на высоте h = 300 км от поверхности Земли концентрация частиц

газа в атмосфере n = 10¹⁵м^-3. Найти среднюю длину свободного пробега ? частиц газа на этой высоте. Диаметр частиц газа ? = 0,2 нм.

5.115. Найти среднюю длину свободного пробега ? молекул воздуха при нормальных условиях. Диаметр молекул воздуха ? = 0,3 нм.

5.116. Найти среднее число столкновений z в единицу времени молекул углекислого газа при температуре t = 100° С, если средняя длина свободного пробега ? = 870 мкм.

5.117. Найти среднее число столкновений z в единицу времени молекул азота при давлении p = 53,33 кПа и температуре t = 27° С.

5.118. В сосуде объемом V=0,5 л находится кислород при формальных условиях. Найти общее число столкновений Z между молекулами кислорода в этом объеме за единицу времени.

5.119. Во сколько раз уменьшится число столкновений z в единицу времени молекул двухатомного газа, если объем газа адиабатически увеличить в 2 раза?

5.120. Найти среднюю длину свободного пробега ? молекул азота при давлении p = 10 кПа и температуре t = 17° С.