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:
УчебаФизика
Плотность воздуха в зависимости от давления и температуры
Этот онлайн калькулятор рассчитывает значение плотности воздуха для заданных давления и температуры, используя уравнение Менделеева — Клапейрона для идеального газа.
,
где
ρ — плотность воздуха,
P — абсолютное давление (по умолчанию используется 101.325 кПа — атмосферное давление),
М — молярная масса, 28.98 г/моль для сухого воздуха,
R — универсальная газовая постоянная, 8.314 462 618 153 24 Дж/(моль∙К),
T — температура в Кельвинах (°С + 273.15).
Плотность воздуха в зависимости от давления и температуры
Давление, кПа
Температура, °C
Точность вычисления
Знаков после запятой: 3
Плотность воздуха, кг/м³
Ссылка скопирована в буфер обмена
Похожие калькуляторы
- • Плотность нефти
- • Преобразование плотности нефтепродуктов по ГОСТ 3900-85
- • Процентное содержание металлов в сплаве
- • Вычисление массы по объему
- • Вычисление массы по объему
- • Раздел: Физика ( 52 калькуляторов )
Воздух плотность Физика Химия
PLANETCALC, Плотность воздуха в зависимости от давления и температуры
Timur2022-10-31 12:27:09
Комментарии
Ваше сообщение
Сообщать о комментариях
Распределение
температуры, плотности воздуха с высотой
влияет на вертикальный подъем отдельных
воздушных масс, в том числе выбросов
загрязняющих веществ от стационарных
и передвижных источников выбросов.
Поэтому умение рассчитать эти показатели
на некоторой высоте над уровнем земли
необходимы для определения условий
рассеяния выбросов.
◙
Основные
положения, которые необходимо знать
после изучения данного модулю.
-
общий
характер распределения температуры,
давления, плотности воздуха с высотой. -
уметь рассчитать
температуру, давление и плотность
воздуха на некоторой высоте над уровнем
моря. -
уметь привести к
уровню моря температуру, атмосферное
давление.
Проблемная лекция 3 из модуля 1
«АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ И ПЛОТНОСТЬ
ВОЗДУХА.
СТАТИКА АТМОСФЕРЫ»
ОБЩИЙ
ХАРАКТЕР РАСПРЕДЕЛЕНИЯ в АТМОСФЕРЕ
ТЕМПЕРАТУРЫ
Температура
воздуха в каждой точке атмосферы
непрерывно меняется, в разных местах
Земли в одно и тоже же время по-разному.
У земной поверхности температура воздуха
варьируется в довольно широких пределах:
в тропических пустынях до + 60 °С, на
материке Антарктика до – 90 °С.
С высотой температура
воздуха изменяется в разных слоях и в
разных широтах по-разному. В среднему
она сначала снижается до высоты 10-15 км,
а потом – растет до высоты 50-60 км, потом
снова – падает. Чтобы определить
температуру на любом уровне Z ввели
понятия вертикального градиента
температуры.
Вертикальным
градиентом температуры воздуха называют
ее изменение на каждые 100 г высоты.
где
zв
– высота верхнего уровня, м;
zн
– высота нижнего уровня, м.
Данные
о вертикальном градиенте температуры
в разных пластах атмосферы используются
при составлении прогнозов погоды,
метеообслуживании полетов реактивных
самолетов. Зная вертикальный градиент
температуры, легко определить температуру
tz
на любом уровне z, если известна температура
t0
на нижнем уровне:
Можно
также определить температуру на нижнем
уровне, если известная температура на
высоте z. Такую задачу решают для
приведения температуры к уровню моря.
Средний по высоте и времени вертикальный
градиент температуры в тропосфере
составляет 0,6 °С/100 г.
График
зависимости температуры воздуха от
высоты, называется кривой стратификации.
Уравнение состояния сухого и влажного воздуха
Плотность
воздуха непосредственно не определяется,
а вычисляется при помощи уравнения
состояния газа. Для одного моля газа:
PV
= RT
(3.1)
P
= ρRT
(3.2)
ρ
= P/RT,
(3.3)
где
R – универсальная газовая постоянная.
При нормальных условиях: Р = 101330 н/м2,
T =273 К, R = 287,05 Дж/(кг·град).
По
уравнению (3.3) можно определить плотность
сухого воздуха. При н.у. ρв
= 1,293 кг/м3.
Теперь
найдем выражение для плотности влажного
воздуха с температурой T,
давлением воздуха Р
і давлением водного пара е.
Влажный
воздух – это смесь сухого воздуха и
водяного пара.
Р
= Р’
+ е,
где
Р’
– давление сухого воздуха.
Поэтому, давление
сухого воздуха равняется (Р – е).
Для сухого воздуха
уравнения состояния запишется в таким
образом:
.
Для водяного пара:
.
Коэффициент
0,622 – это отношения молярной массы
водяного пара к молярной массе сухого
воздуха.
Общая плотность
влажного воздуха равняется сумме
плотности сухого воздуха и водного
пара:
.
Тогда уравнение
состояния влажного воздуха запишется
так:
.
Rв
– газовая постоянная для сухого воздуха,
равная 287 Дж/(кг·град);
Rп
– газовая постоянная для влажного
воздуха, равная 460 Дж/(кг·град).
Отношение е/Р мало,
поэтому можно записать так:
1-0,378·(е/Р) ≈
1/(1+0,378·е/Р).
Так как
(1-а)(1+а)
= 1-ая2,
а
1-ая2
≈ 0,
то
(1-ая) = 1/(1+а).
Тогда,
уравнение
состояния для влажного воздуха
примет вид:
.
Величина
называетсявиртуальной
температурой
(Tv).
.
Тогда,
,
то
есть плотность влажного воздуха
описывается уравнением состояния сухого
воздуха, но только с заменой температуры
T на виртуальную температуру Tv.
Виртуальная
температура влажного воздуха
Tv –
это такая температура, какую должен был
бы иметь сухой воздух, чтобы его плотность
равнялась плотности влажного воздуха
с температурой T,
давлением Р
и давлением водяного пара е.
Виртуальная
температура всегда немного выше истинной
температуры влажного воздуха.
Плотность
воздуха в каждом месте непрерывно
изменяется во времени. Кроме того, она
меняется с высотой, так как с высотой
меняется также атмосферное давление и
температура воздуха. Давление с высотой
всегда уменьшается, а вместе с ним
убывает и плотность. Температура с
высотой, в основной, снижается, по крайней
мере, в нижних слоях (10-15 км) атмосферы.
Но падение температуры вызывает повышение
плотности. В результате общего влияния
изменения давления и температуры
плотность с высотой, как правило,
снижается, но не так сильно, как давление.
В среднем для Европы она равняется у
земной поверхности 1,25 кг/м3;
на высоте 5 км – 0,74 кг/м3;
10 км – 0,41 кг/м3;
20 км – 0,09 кг/м3.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
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.
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.