Какая плотность воздуха на STP? Чтобы ответить на вопрос, вам необходимо понять, что такое плотность и как определяется STP.
Ключевые выводы: плотность воздуха при STP
- Значение плотности воздуха при STP (стандартные температура и давление) зависит от определения STP. Определение температуры и давления нестандартно, поэтому значение зависит от того, с кем вы проконсультируетесь.
- ISA или Международная стандартная атмосфера утверждает, что плотность воздуха составляет 1,225 кг/м3 на уровне моря и 15 градусов по Цельсию.
- ИЮПАК использует плотность воздуха 1,2754 кг/м3 при 0 градусов Цельсия и 100 кПа для сухого воздуха.
- На плотность влияет не только температура и давление, а также количество водяного пара в воздухе. Таким образом, стандартные значения являются лишь приблизительными.
- Закон идеального газа может использоваться для расчета плотности. И снова результат – это только приближение, которое является наиболее точным при низких значениях температуры и давления.
Плотность воздуха – это масса атмосферных газов на единицу объема. Обозначается греческой буквой ро, р. Плотность воздуха или его легкость зависит от температуры и давления воздуха. Обычно значение плотности воздуха соответствует STP (стандартная температура и давление).
STP – это давление в одну атмосферу при 0 ° C. это будет температура ниже нуля на уровне моря, сухой воздух в большинстве случаев менее плотен, чем указанное значение. Однако воздух обычно содержит много водяного пара, что делает его более плотным, чем указанное значение.
Значения плотности воздуха
Плотность сухого воздуха составляет 1,29 грамма на литр (0,07967 фунта на кубический фут) при 32 градусах по Фаренгейту (0 градусов Цельсия) при среднем барометрическом давлении на уровне моря (29,92 дюйма ртутного столба или 760 миллиметров).
- На уровне моря и при температуре 15 ° C плотность воздуха составляет 1,225 кг/м 3 . Это значение ISA (Международная стандартная атмосфера). В других единицах измерения это 1225,0 г/м 3 , 0,0023769 оторочка/(куб. Фут) или 0,0765 фунта/(куб. Фут).
- Стандарт ИЮПАК по температуре и давлению (0 градусов C и 100 кПа) использует плотность сухого воздуха 1,2754 кг/м 3 .
- При 20 градусах C и 101,325 кПа плотность сухого воздуха составляет 1,2041 кг/м 3 .
- При 70 градусах по Фаренгейту и 14,696 фунтов на квадратный дюйм плотность сухого воздуха составляет 0,074887 фунт/фут 3 .
Влияние высоты на плотность
Плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты. Например, в Денвере воздух менее плотный, чем в Майами. Плотность воздуха уменьшается по мере увеличения температуры, при условии, что объем газа может изменяться. Например, ожидается, что воздух будет менее плотным в жаркий летний день по сравнению с холодным зимним днем, если другие факторы останутся неизменными.. Другой пример – воздушный шар, поднимающийся в более прохладную атмосферу.
Сравнение STP и NTP
Хотя стандарт STP является стандартным температура и давление, при замерзании происходит не так много измеряемых процессов. Для обычных температур другим распространенным значением является NTP, что означает нормальную температуру и давление. NTP определяется как воздух при температуре 20 ° C (293,15 K, 68 ° F) и давлении 1 атм (101,325 кН/м 2 , 101,325 кПа). Средняя плотность воздуха на NTP составляет 1,204 кг/м 3 (0,075 фунта на кубический фут).
Расчет плотности воздуха
Если вам нужно рассчитать плотность сухого воздуха, вы можете применить закон идеального газа. Этот закон выражает плотность как функцию температуры и давления. Как и все законы газа, это приближение, когда речь идет о реальных газах, но очень хорошее при низких (обычных) давлениях и температурах. Повышение температуры и давления добавляет ошибку в расчет.
Уравнение:
ρ = p/RT
где:
- ρ – плотность воздуха в кг/м 3
- p – абсолютное давление в Па
- T – абсолютная температура в K
- R – удельная газовая постоянная для сухого воздуха в Дж/(кг · К) или 287,058 Дж/(кг · К).
Источники
- Киддер, Фрэнк Э. “Справочник архитекторов и строителей Киддер-Паркер, данные для архитекторов, инженеров-строителей , Подрядчики и чертежники “. Гарри Паркер, твердый переплет, двенадцатое издание 18-го издания, John Wiley & Sons, 1949.
- Льюис-старший, Ричард Дж. “Краткий химический словарь Хоули” . ” 15-е издание, Wiley-Interscience, 29 января 2007 г.