Jaka jest gęstość powietrza w STP? Aby odpowiedzieć na pytanie, musisz zrozumieć, czym jest gęstość i jak zdefiniowano STP.
Najważniejsze informacje: gęstość powietrza w STP
- Wartość gęstości powietrza w STP (Standardowa temperatura i ciśnienie) zależy od definicji STP. Definicja temperatury i ciśnienia nie jest standardowa, więc wartość zależy od tego, z kim się konsultujesz.
- ISA lub Międzynarodowa Standardowa Atmosfera stwierdza, że gęstość powietrza wynosi 1,225 kg / m3 na poziomie morza i 15 stopni C.
- IUPAC wykorzystuje gęstość powietrza 1,2754 kg / m3 w 0 stopniach C i 100 kPa dla suchego powietrza.
- Na gęstość ma wpływ nie tylko temperatura i ciśnienie, ale także ilość pary wodnej w powietrzu. Zatem standardowe wartości są jedynie przybliżeniem.
- Do obliczenia gęstości można zastosować prawo gazu doskonałego. Ponownie, wynikiem jest jedynie przybliżenie, które jest najdokładniejsze przy niskich wartościach temperatury i ciśnienia.
The gęstość powietrza to masa na jednostkę objętości gazów atmosferycznych. Jest oznaczony grecką literą rho, ρ. Gęstość powietrza lub jego natężenie zależy od temperatury i ciśnienia powietrza. Zazwyczaj wartość podana dla gęstości powietrza wynosi STP (standardowa temperatura i ciśnienie).
STP to jedna atmosfera ciśnienia w 0 stopniach C. Ponieważ byłaby to temperatura ujemna na poziomie morza, suche powietrze jest przez większość czasu mniej gęste niż podana wartość. Jednak powietrze zwykle zawiera dużo pary wodnej, co czyni go gęstszym niż podana wartość.
Gęstość wartości powietrza
Gęstość suchego powietrza wynosi 1,29 gramów na litr (0,07967 funtów na stopę sześcienną) w 32 stopniach Fahrenheita (0 stopni Celsjusza) przy średnim ciśnieniu barometrycznym na poziomie morza (29,92 cala rtęci lub 760 milimetry).
- W poziom morza a przy 15 stopniach C gęstość powietrza wynosi 1,225 kg / m3. Jest to wartość ISA (International Standard Atmosphere). W innych jednostkach jest to 1225,0 g / m3, 0,0023769 ślimak / (cu ft) lub 0,0765 funta / (cu ft).
- Standard temperatury i ciśnienia IUPAC (0 stopni C i 100 kPa), wykorzystuje gęstość suchego powietrza 1,2754 kg / m3.
- Przy 20 stopniach C i 101,325 kPa gęstość suchego powietrza wynosi 1,2041 kg / m3.
- Przy 70 stopniach F i 14.696 psi gęstość suchego powietrza wynosi 0,074887 funtów / stopę3.
Wpływ wysokości na gęstość
Gęstość powietrza maleje wraz z wzrostem wysokości. Na przykład powietrze jest mniej gęste w Denver niż w Miami. Gęstość powietrza maleje wraz ze wzrostem temperatury, pod warunkiem, że objętość gazu może się zmieniać. Na przykład można oczekiwać, że powietrze będzie mniej gęste w gorący letni dzień w porównaniu z chłodnym zimowym dniem, pod warunkiem, że inne czynniki pozostaną takie same. Innym przykładem tego może być balon z gorącym powietrzem wznoszący się do chłodniejszej atmosfery.
STP kontra NTP
Podczas STP jest standardową temperaturą i ciśnieniem, nie ma wielu mierzonych procesów zachodzących podczas zamarzania. Dla zwykłych temperatur inną wspólną wartością jest NTP, co oznacza normalną temperaturę i ciśnienie. NTP definiuje się jako powietrze o temperaturze 20 stopni C (293,15 K, 68 stopni F) i 1 atm (101,325 kN / m2, 101,325 kPa) ciśnienia. Średnia gęstość powietrza w NTP wynosi 1,204 kg / m3(0,075 funta na stopę sześcienną).
Oblicz gęstość powietrza
Jeśli chcesz obliczyć gęstość suchego powietrza, możesz zastosować idealne prawo gazu. To prawo wyraża gęstość jako funkcję temperatury i ciśnienia. Podobnie jak wszystkie prawa dotyczące gazu, jest to przybliżenie w odniesieniu do gazów rzeczywistych, ale jest bardzo dobre przy niskich (zwykłych) ciśnieniach i temperaturach. Rosnąca temperatura i ciśnienie dodaje błędu kalkulacja.
Równanie to:
ρ = p / RT
gdzie:
- ρ jest gęstością powietrza w kg / m3
- p jest ciśnieniem bezwzględnym w Pa
- T jest temperaturą bezwzględną w K.
- R jest stałą właściwą gazu dla suchego powietrza w J / (kg · K) lub wynosi 287,058 J / (kg · K).
Źródła
- Kidder, Frank E. „Podręcznik dla architektów i konstruktorów Kidder-Parker, Dane dla architektów, Inżynierów budownictwa, Wykonawców and Draughtsmen. ”Harry Parker, twarda okładka, Dwunasty druk wydania 18. edycji, John Wiley & Sons, 1949.
- Lewis Sr., Richard J. „Hawley's Condensed Chemical Dictionary”. Wydanie 15, Wiley-Interscience, 29 stycznia 2007 r.