Aká je hustota vzduchu v STP? Ak chcete odpovedať na otázku, musíte pochopiť, čo je hustota a ako je definovaná STP.
Kľúčové cesty: Hustota vzduchu v STP
- Hodnota hustoty vzduchu v STP (Štandardná teplota a tlak) závisí od definície STP. Definícia teploty a tlaku nie je štandardná, takže hodnota závisí od toho, s kým sa poradíte.
- V ISA alebo v medzinárodnej štandardnej atmosfére sa uvádza, že hustota vzduchu je 1,225 kg / m3 pri hladine mora a 15 stupňov Celzia.
- IUPAC používa hustotu vzduchu 1,2754 kg / m3 pri 0 ° C a 100 kPa pre suchý vzduch.
- Hustota je ovplyvnená nielen teplotou a tlakom, ale aj množstvom vodnej pary vo vzduchu. Štandardné hodnoty sú teda iba približné.
- Na výpočet hustoty sa môže použiť zákon o ideálnom plyne. Výsledkom je opäť iba aproximácia, ktorá je najpresnejšia pri nízkych teplotách a hodnotách tlaku.
hustota vzduchu je hmotnosť na jednotku objemu atmosférických plynov. Označuje sa to gréckym listom rho, ρ. Hustota vzduchu, alebo aké to je svetlo, závisí od teploty a tlaku vzduchu. Typicky je hodnota udávaná pre hustotu vzduchu pri STP (štandardná teplota a tlak).
STP je jedna atmosféra tlaku pri 0 ° C. Pretože by to bola teplota mrazu na hladine mora, suchý vzduch je väčšinou menej hustý ako uvedená hodnota. Vzduch však zvyčajne obsahuje veľa vodnej pary, čo ho robí hustejším ako je uvedená hodnota.
Hustota hodnôt vzduchu
Hustota suchého vzduchu je 1,29 gramu na liter (0,07967 libier na kubickú stopu) pri 32 ° Fahrenheita. (0 stupňov Celzia) pri priemernom barometrickom tlaku na hladine mora (29,92 palca ortuti alebo 760 stupňov) milimetrov).
- na hladina mora a pri 15 ° C je hustota vzduchu 1,225 kg / m3. Toto je hodnota ISA (International Standard Atmosphere). V iných jednotkách je to 1225,0 g / m30,0023769 slug / (cu ft) alebo 0,0765 lb / (cu ft).
- IUPAC štandard teploty a tlaku (0 stupňov C a 100 stupňov) kPa), používa hustotu suchého vzduchu 1,2754 kg / m3.
- Pri 20 ° C a 101,325 kPa je hustota suchého vzduchu 1,2041 kg / m3.
- Pri 70 ° F a 14,696 psi je hustota suchého vzduchu 0,074887 lbm / ft3.
Vplyv nadmorskej výšky na hustotu
Hustota vzduchu sa znižuje s rastúcou nadmorskou výškou. Napríklad vzduch je v Denveri menej hustý ako v Miami. Hustota vzduchu klesá so zvyšovaním teploty, ak je dovolené meniť objem plynu. Ako príklad možno uviesť, že vzduch bude horúci počas horúceho letného dňa oproti chladnému zimnému dňu za predpokladu, že ostatné faktory zostanú rovnaké. Ďalším príkladom by mohol byť teplovzdušný balón, ktorý stúpa do chladnejšej atmosféry.
STP verzus NTP
zatiaľ čo STP je štandardná teplota a tlak, pri zamrznutí sa nevyskytuje veľa meraných procesov. Pre bežné teploty je ďalšou spoločnou hodnotou NTP, čo znamená normálnu teplotu a tlak. NTP je definovaný ako vzduch pri 20 ° C (293,15 K, 68 ° F) a 1 atm (101,325 kN / m)2101,325 kPa) tlaku. Priemerná hustota vzduchu pri NTP je 1,204 kg / m3(0,075 libier na kubickú stopu).
Vypočítajte hustotu vzduchu
Ak potrebujete vypočítať hustotu suchého vzduchu, môžete aplikovať zákon o ideálnom plyne. Tento zákon vyjadruje hustotu ako funkciu teploty a tlaku. Podobne ako všetky zákony o plyne ide o aproximáciu skutočných plynov, ale pri nízkych (bežných) tlakoch a teplotách je veľmi dobrá. Zvyšovanie teploty a tlaku zvyšuje chybu výpočet.
Rovnica je:
p = p / RT
kde:
- ρ je hustota vzduchu v kg / m3
- p je absolútny tlak v Pa
- T je absolútna teplota v K
- R je špecifická plynová konštanta pre suchý vzduch v J / (kg · K) alebo je 287,058 J / (kg · K).
zdroje
- Kidder, Frank E. Príručka architektov a staviteľov spoločnosti Kidder-Parker, údaje pre architektov, stavebných inžinierov, dodávateľov a Draughtsmen. “Harry Parker, pevné dosky, 12. vydanie z 18. vydania, John Wiley & Sons, 1949.
- Lewis Sr., Richard J. „Hawleyov kondenzovaný chemický slovník.“ 15. vydanie, Wiley-Interscience, 29. januára 2007.