Care este densitatea aerului la STP?

Care este densitatea aerului la STP? Pentru a răspunde la întrebare, trebuie să înțelegeți ce este densitatea și cum este definită STP.

Cheltuieli cheie: densitatea aerului la STP

Valoarea densității aerului la STP (temperatura standard și presiunea) depinde de definiția STP. Definiția temperaturii și presiunii nu este standard, deci valoarea depinde de cine consultați.
ISA sau Standard International Atmosfera afirmă că densitatea aerului este de 1.225 kg / m3 la nivelul mării și 15 grade C.
IUPAC utilizează o densitate de aer de 1.2754 kg / m3 la 0 grade C și 100 kPa pentru aerul uscat.
Densitatea este afectată nu numai de temperatură și presiune, ci și de cantitatea de vapori de apă din aer. Astfel, valorile standard sunt doar o aproximare.
Legea gazelor ideale poate fi utilizată pentru calcularea densității. Încă o dată, rezultatul este doar o aproximare care este cea mai precisă la valori scăzute de temperatură și presiune.

Densitatea aerului este masa pe unitatea de volum a gazelor atmosferice. Este notat de litera greacă rho, ρ. Densitatea aerului sau cât de ușor este, depinde de temperatura și presiunea aerului. De obicei, valoarea dată pentru densitatea aerului este la STP (temperatura și presiunea standard).

STP este o atmosferă de presiune la 0 grade C. Deoarece aceasta ar fi o temperatură de îngheț la nivelul mării, aerul uscat este mai puțin dens decât valoarea citată de cele mai multe ori. Cu toate acestea, aerul conține de obicei multă vapori de apă, ceea ce ar face-o mai densă decât valoarea citată.

Densitatea valorilor aerului

Densitatea aerului uscat este de 1,29 grame pe litru (0,07967 kilograme pe picior cub) la 32 grade Fahrenheit (0 grade Celsius) la presiunea barometrică medie la nivelul mării (29,92 inci mercur sau 760 milimetri).

La nivelul mării și la 15 grade C, densitatea aerului este de 1.225 kg / m³. Aceasta este valoarea ISA (International Standard Atmosfera). În alte unități, aceasta este de 1225,0 g / m³, 0,0023769 slug / (cu ft) sau 0,0765 lb / (cu ft).
Standardul IUPAC de temperatură și presiune (0 grade C și 100 kPa), folosește o densitate de aer uscat de 1.2754 kg / m³.
La 20 de grade C și 101.325 kPa, densitatea aerului uscat este de 1.2041 kg / m³.
La 70 de grade F și 14.696 psi, densitatea aerului uscat este de 0.074887 lbm / ft³.

Afectarea altitudinii asupra densității

Densitatea aerului scade pe măsură ce câștigi altitudine. De exemplu, aerul este mai puțin dens în Denver decât în Miami. Densitatea aerului scade odată cu creșterea temperaturii, cu condiția ca volumul gazului să fie schimbat. Ca exemplu, ar fi de așteptat ca aerul să fie mai puțin dens într-o zi caldă de vară, comparativ cu o zi rece de iarnă, cu condiția ca alți factori să rămână la fel. Un alt exemplu în acest sens ar fi un balon cu aer cald care se ridică într-o atmosferă mai rece.

STP versus NTP

În timp ce STP este temperatura și presiunea standard, nu multe procese măsurate apar atunci când înghețează. Pentru temperaturile obișnuite, o altă valoare comună este NTP, care reprezintă temperatura și presiunea normală. NTP este definit ca aer la 20 de grade C (293,15 K, 68 grade F) și 1 atm (101.325 kN / m², 101.325 kPa) de presiune. Densitatea medie de aer la NTP este de 1,204 kg / m³(0,075 lire pe picior cubic).

Calculați densitatea aerului

Dacă trebuie să calculați densitatea aerului uscat, puteți aplica legea ideală privind gazele. Această lege exprimă densitatea în funcție de temperatură și presiune. Ca toate legile privind gazele, este o aproximare în ceea ce privește gazele reale, dar este foarte bună la presiuni și temperaturi scăzute (obișnuite). Creșterea temperaturii și presiunii adaugă eroare la calcul.

Ecuația este:

ρ = p / RT

Unde:

ρ este densitatea aerului în kg / m³
p este presiunea absolută în Pa
T este temperatura absolută în K
R este constanta de gaz specifică pentru aerul uscat în J / (kg · K) sau este 287.058 J / (kg · K).

surse

Kidder, Frank E. „Manualul Arhitecților și Constructorilor Kidder-Parker, Date pentru Arhitecți, Ingineri Structurali, Contractori și Draughtsmen”. Harry Parker, Hardcover, Douăsprezecea tipărire a ediției a 18-a, John Wiley & Sons, 1949.
Lewis Sr., Richard J. „Dicționarul chimic condensat al lui Hawley”. Ediția a 15-a, Wiley-Interscience, 29 ianuarie 2007.

Ştiinţă