Главная
Расчёт плотности воздуха в зависимости от температуры и давления
Плотность воздуха — определение
Плотность воздуха — масса атмосферного газа Земли в единице объёма. Плотность воздуха зависит от температуры, давления и влажности.
Стандартной величиной плотности воздуха на уровне моря принимается значение 1,2250 кг/м3, которая соответствует плотности сухого воздуха при температуре +15С и давлении 101330 Па.
Плотность воздуха — формула
Плотность сухого воздуха может быть вычислена по формуле Менделеева-Клайперона для идеального газа при заданных температуре и давлении:
ρ=p*M/(R*T)
где ρ — плотность воздуха, M — молярная масса (29 г/моль для сухого воздуха), p — абсолютное давление, R — универсальная газовая постоянная (8,31447 Дж/(моль*К)) , T — абсолютная температура в Кельвинах
(0oK = -273,15oC)
***Если расчет проводится для аспирационной установки, работающей при избыточном давлении или разряжении, то эту величину нужно прибавить (в случае избыточного давления) или отнять (в случае разряжения)
от значения абсолютного давления p.
p — абсолютное давление, Па: ,
Tc — температура, oC: ,
Плотность воздуха ρ:
25.05.2023
Калькулятор определяет плотность воздуха в зависимости от:
-
- давления воздуха;
- температуры воздуха;
- относительной влажности воздуха.
Определение плотности воздуха.
Примечание.
Расчеты №1 и №2 составлены на основании уравнения идеального газа. Формулы не учитывают влажность воздуха и коэффициент сжимаемости воздуха. В связи с этим в реальных условиях эти формулы применимы для воздуха низкого давления близкого к атмосферному (атмосферный воздух, воздух в системах вентиляции и кондиционирования). Учитывая, что количество водяных паров в воздухе относительно невелико, уменьшением плотности в практических расчетах система вентиляции и кондиционирования можно смело пренебречь. При проведении метрологических расчетов данные формулы не используются.
Расчет №3 составлен на основании формулы Е.3-1 из ГОСТ OIML R 111-1-2009 . Формула позволяет учесть влажность воздуха. При области применения формулы 900 мбар≤P≤1100 мбар, 15ºC≤t≤25ºC и ≤80% относительная неопределенность определения плотности воздуха, вычисленная по формуле (Е.3-1), не превышает 2·10%.
Расчеты №1, №2, №3 не предназначен для определения плотности сжатого воздуха.
В комментарии приветствуются пожелания, замечания и рекомендации по улучшению программы.
Поделиться ссылкой:
Определите
плотность воздуха при температуре 36 ͦC и относительной
влажности 80 %, если атмосферное давление 0,10 МПа, а давление насыщенного
водяного пара при этой температуре 5,94 кПа.
Решение.
Плотность
влажного воздуха ρ равна сумме плотностей водяного пара ρ1 и сухого
воздуха ρ2 .
Водяной
пар является ненасыщенным, поэтому его, как сухой воздух, можно описать
уравнением Менделеева-Клапейрона.
Где
M1
= 18•10-3 кг/моль.
M2
= 29•10-3 кг/моль.
По
закону Дальтона давление влажного воздуха p
= p1 + p2 . По определению
относительной влажности j = p1/pн , откуда p1 = pнj. С учетом этого p2 = p — jpн .
подставим
значение давлений в формулы (1) и (2).
Таким
образом, найдем плотность воздуха ρ.
Ответ:
ρ = 1,1 кг/м3 .
Источник: Физика. Полный курс подготовки к ЦТ. Под общей редакцией проф. В.А. Яковенко.
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 – это масса 1 м3 воздуха, обозначаемая греческой буквой ρ. Как известно, масса тела – величина постоянная. За единицу массы принято считать массу гири из иридистой платины, которая находится в Международной палате мер и весов в Париже.
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.
Оно гласит, что с увеличением высоты давление изменяется в меньшую сторону и при подъеме на одну и ту же высоту уменьшение давления тем больше, чем больше сила тяжести и плотность воздуха.
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.
Вместо вертикального градиента нередко используют обратную ему величину — барическую ступень в метрах на миллибар (иногда еще встречается устаревший вариант термина «градиент давления» — барометрический градиент).
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»
Как определить плотность воздуха
Плотность воздуха невозможно измерить, эту величина непосредственно определяется при помощи формул. Различаются два вида плотности воздуха: весовая и массовая. В аэродинамике чаще всего используют массовую плотность воздуха.
Инструкция
Для начала разберитесь в главных понятиях. Итак, весовая плотность воздуха – это вес 1 м3 воздуха, обозначается величина буквой g. g = G / v. Здесь g — удельный вес воздуха, измеряется в кгс/м3, G — вес воздуха, измеряется в кгс, v — объем воздуха, измеряется в м3.
Примите во внимание, что вес воздуха G — величина непостоянная и изменяется в зависимости от различных условий, например, от географической широты и силы инерции, которая возникает при вращении Земли вокруг своей оси. На полюсах планеты G на 5% больше, чем в экваториальной зоне. При стандартных атмосферных условиях, то есть при барометрическом давлении 760 мм. рт. ст. и температуре +15°С, 1 м3 воздуха имеет весовую плотность 1,225 кгс.
Запомните, что массовая плотность воздуха – это масса 1 м3 воздуха, обозначается величина греческой буквой р. Как известно, масса тела – величина постоянная. Единицей массы принято считать массу гири из иридистой платины, которая хранится в Международной палате мер и весов в Париже. Массовая плотность воздуха р вычисляется по формуле: р = m / v. Здесь m – масса воздуха, v – его плотность. Массовую плотность воздуха моно определить, зная его весовую плотность по формуле: p = v / g.
Возьмите на заметку, что плотность воздуха способна изменяться, когда изменяются его давление и температура. При изменяющихся показателях массовая плотность воздуха вычисляется по формуле: p = 0,0473 х В / Т. Здесь В — барометрическое давление, измеряется в мм рт. ст., Т-температура воздуха, измеряется в Кельвинах.
Имейте ввиду, что плотность воздуха возрастает с увеличением давления и понижением температуры. В связи с этим, наибольшая плотность воздуха бывает в морозную погоду, а наименьшая – в зной. Плотность влажного воздуха меньше, чем сухого. Чем выше расстояние от земли, тем меньше плотность воздуха, поскольку давление при этом тоже уменьшается.
Источники:
- удельный вес воздуха
- Плотность воздуха при нормальном атмосферном давлении
Войти на сайт
или
Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.