Kolika je gustoća zraka na STP? Da biste odgovorili na pitanje, morate razumjeti što je gustoća i kako je definirano STP.
Ključni odvodi: gustoća zraka kod STP
- Vrijednost gustoće zraka na STP (Standardna temperatura i tlaka) ovisi o definiciji STP. Definicija temperature i tlaka nije standardna, pa vrijednost ovisi o tome s kime konzultirate.
- ISA ili Međunarodna standardna atmosfera navode da je gustoća zraka 1.225 kg / m3 na razini mora i 15 stupnjeva C.
- IUPAC koristi gustoću zraka od 1,2754 kg / m3 pri 0 stupnjeva C i 100 kPa za suhi zrak.
- Na gustoću utječu ne samo temperatura i tlak već i količina vodene pare u zraku. Prema tome, standardne vrijednosti su samo aproksimacija.
- Za izračun gustoće može se koristiti zakon idealnog plina. Još jednom, rezultat je samo aproksimacija koja je najpreciznija kod vrijednosti niske temperature i tlaka.
gustoća zraka je masa po jedinici volumena atmosferskih plinova. Označen je grčkim slovom rho, ρ. Gustoća zraka ili koliko je svjetlost ovisi o temperaturi i tlaku zraka. Vrijednost koja se daje za gustoću zraka obično je na STP (standardna temperatura i tlak).
STP je jedna atmosfera tlaka na 0 ° C. Budući da bi to bila temperatura smrzavanja na razini mora, suhi zrak je većinom manje gust od navedene vrijednosti. Međutim, zrak obično sadrži puno vodene pare, što bi ga činilo gušću od navedene vrijednosti.
Gustoća zračnih vrijednosti
Gustoća suhog zraka iznosi 1,29 grama po litri (0,07967 funti po kubičnom stopalu) pri 32 stupnja Fahrenheita (0 stupnjeva Celzija) pri prosječnom barometrijskom tlaku na razini mora (29,92 inča žive ili 760 milimetara).
- Na razina mora a pri 15 stupnjeva C gustoća zraka je 1.225 kg / m3. To je vrijednost ISA (International Standard Atmosphere). U ostalim jedinicama to je 1225,0 g / m3, 0,0023769 puž / (cu ft), ili 0,0765 lb / (cu ft).
- IUPAC standard temperature i tlaka (0 stupnjeva C i 100 kPa), koristi gustoću suhog zraka od 1,2754 kg / m3.
- Pri 20 stupnjeva C i 101.325 kPa gustoća suhog zraka je 1.2041 kg / m3.
- Pri temperaturi od 70 stupnjeva F i 14.696 psi, gustoća suhog zraka je 0,074887 lbm / ft3.
Uticaj nadmorske visine na gustoću
Gustina zraka smanjuje se s dobivanjem nadmorske visine. Na primjer, zrak je u Denveru manje gust nego u Miamiju. Gustina zraka smanjuje se s povećanjem temperature pod uvjetom da se volumen plina mijenja. Kao primjer, očekuje se da će zrak biti vrućeg ljetnog dana u odnosu na hladan zimski dan pod uvjetom da ostali faktori ostanu isti. Drugi primjer bi bio balon s vrućim zrakom koji se uzdiže u hladnijoj atmosferi.
STP Versus NTP
Dok STP je standardna temperatura i tlak, pri zamrzavanju se ne događaju mnogi izmjereni procesi. Za uobičajene temperature, druga uobičajena vrijednost je NTP, što je normalna temperatura i tlak. NTP je definiran kao zrak na 20 stupnjeva C (293,15 K, 68 stupnjeva F) i 1 atm (101,325 kN / m2, 101.325 kPa) tlaka. Prosječna gustoća zraka na NTP iznosi 1.204 kg / m3(0,075 funti po kubičnom stopalu).
Izračunajte gustoću zraka
Ako trebate izračunati gustoću suhog zraka, možete primijeniti zakon o idealnom plinu. Ovaj zakon izražava gustoću kao funkciju temperature i tlaka. Kao i svi zakoni o plinu, i ovo je približna vrijednost stvarnih plinova, ali vrlo je dobra pri niskim (običnim) pritiscima i temperaturama. Povećanje temperature i tlaka dodaje grešku proračun.
Jednadžba je:
ρ = p / RT
gdje:
- ρ je gustoća zraka u kg / m3
- p je apsolutni tlak u Pa
- T je apsolutna temperatura u K
- R je specifična konstanta plina za suhi zrak u J / (kg · K) ili je 287.058 J / (kg · K).
izvori
- Kidder, Frank E. Priručnik za arhitekte i građevine Kidder-Parker, Podaci za arhitekte, inženjere građevine, izvođače i Draughtsmen. "Harry Parker, tvrdi uvez, dvanaesti tisak 18. izdanja, John Wiley & Sons, 1949.
- Lewis Sr., Richard J. "Hawleyev kondenzirani kemijski rječnik." 15. izdanje, Wiley-Interscience, 29. siječnja 2007.