densidad de aire estandar

Densidad del aire vs. Nitrógeno

June 14

Densidad del aire vs. Nitrógeno


Mientras que el aire es una mezcla de gas predominantemente compuesto de nitrógeno, hay diferencias entre la densidad del gas de nitrógeno y la densidad del aire debido a la densidad de los otros gases en la mezcla de aire. El gas nitrógeno es ligeramente menos denso que el aire.

Composición de Aire

El aire es una mezcla de aproximadamente 78 por ciento de nitrógeno, 21 por ciento de oxígeno y el volumen restante compuesta de trazas de gases tales como dióxido de carbono, argón, neón, helio, criptón y metano.

Densidad del aire

La densidad del aire a 32 grados Fahrenheit (0 grados Celsius) y una atmósfera (101,325 kPa) es 0.08018 libras por pie cúbico (1.2929 kilogramos por metro cúbico).

Densidad de nitrógeno Gas

La densidad de gas nitrógeno a 32 grados Fahrenheit (0 grados Celsius) y una atmósfera (101,325 kPa) es 0.07807 libras por pie cúbico (1.2506 kilogramos por metro cúbico).

Gravedad específica

La gravedad específica es una comparación relativa de la densidad de un gas a otro gas (a menudo aire) a una temperatura y presión específica.

La gravedad específica de Nitrógeno

A los 32 grados centígrados y una atmósfera de presión, la gravedad específica del gas nitrógeno es 0,9737 (aire = 1).

Densidad del aire Condiciones Estándar

June 20

Densidad del aire Condiciones Estándar


Con el fin de obtener resultados experimentales repetibles, una serie de condiciones estándar con respecto a la densidad del aire, tales como las del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, han sido acordados por la comunidad científica en general. Estas condiciones se basan en las condiciones cotidianas medias que estarían presentes cuando se llevan a cabo la mayoría de los experimentos.

Función

La densidad del aire es una función de la presión del aire y la temperatura. A medida que disminuye la temperatura, las partículas de aire se vuelven menos extendidas, el aumento de la densidad. Del mismo modo, las partículas de aire se aprietan juntos a medida que aumenta la presión, por lo que se aumenta la densidad. Las reacciones químicas requieren partículas a entrar en contacto uno con el otro, por lo que es importante ser capaz de calcular el número de partículas que puedan estar en un volumen dado. A temperatura y presión estándar permite esto.

beneficios

El uso de condiciones estándar hace re-creación de un experimento mucho más fácil y la notación para ese experimento en revistas científicas mucho más simple. Por ejemplo, sería más sencillo para discutir el experimento está llevando a cabo "en condiciones estándar" que tener que referirse varias veces para la temperatura y la presión del aire o tener en cuenta la densidad del aire en puntos específicos. Del mismo modo, los experimentos llevados a cabo en condiciones estándar deben tener resultados comparables.

Contenido de humedad del aire

Las condiciones estándar requieren que el aire sea seco. En condiciones cotidianas, aire contiene una cantidad variable de vapor de agua; que no sólo afecta a su constante de gas específica (un factor de la densidad de un gas a una temperatura y presión dada), pero también tiene un efecto sobre la cantidad de energía que el aire puede almacenar a cualquier temperatura dada. En condiciones normales de estar presente, el aire debe ser deshumidificado.

Conceptos erróneos

No hay un conjunto de condiciones estándar, por lo que cada revista mantendrá un "estándar de la casa" de clases. La mayoría de las revistas y los científicos usan los estándares establecidos por parte de la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada o el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología cuando se realizan experimentos y cálculos teóricos. Cualquier variación de estas normas por lo tanto tendría que ser observado en cada informe.

tamaño

Las condiciones estándar establecidas por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada son una temperatura absoluta de 273,15 grados Kelvin (32 grados Fahrenheit, el punto de congelación del agua) y una presión absoluta de 1x10 ^ 5 pascales (0.986 atmósferas). El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, por el contrario, requiere una temperatura absoluta de 293,15 grados Kelvin (68 grados Fahrenheit) y una presión absoluta de 1.013x10 ^ 5 pascales (1 atmósfera).

¿Cómo medir la densidad del aire

July 6

Aire puede parecer que está compuesta de la nada, pero en realidad se compone de una mezcla de nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono y otros gases que tienen masa y ocupan espacio. La densidad del aire se puede calcular mediante la determinación de la masa del aire que ocupa un volumen medible de espacio.

instrucciones

determinar el volumen

1 Infla el globo con aire y atar el cuello cerrado.

2 Llenar el cubo 3/4 lleno con agua y marcar el nivel del agua con el lápiz en la parte exterior de la cubeta.

3 Empujar el globo en el agua por lo que está completamente sumergido.

4 Marque el nuevo nivel de agua con el lápiz en la parte exterior de la cubeta.

5 Medir la distancia entre las dos marcas de nivel (h) en centímetros.

6 Medir el diámetro interior de la cubeta en centímetros. Dividir el diámetro por 2 para obtener el radio (r).

7 Calcular el volumen (V) del agua desplazada:? V =

r ^ 2 h. Las unidades de volumen son centímetros cúbicos.

Determinar masa y la densidad

8 Coloque el globo en el equilibrio y se registra la masa en gramos.

9 Utilice el lápiz para hacer estallar el globo.

10 Coloque el globo hecho estallar en el equilibrio, y se registra la masa en gramos.

11 Restar la masa del globo reventado de la masa globo inflado. Esta es la masa del aire que estaba en el balón (m).

12 Divida la masa del aire en gramos por el volumen de agua desplazada en centímetros cúbicos. Esta es la densidad (d) del aire. d = m / V

Consejos y advertencias

  • Asegúrese de que el globo esté completamente seco antes de colocarlo en la balanza para que el agua no se incluye en la medición.

Cómo determinar la densidad del aire típico

August 20

Cómo determinar la densidad del aire típico


El nivel típico de la densidad del aire es una información importante para los campos de la aeronáutica y otras ciencias que se ocupan de aire y experimentos atmosféricos. La densidad del aire se determina por la presión y temperatura del aire circundante atmosférica. A medida que aumenta la altitud, disminuye la densidad del aire y aumenta la presión de aire en una fórmula representada como (rho) = p / (RT) donde "rho" representa la densidad del aire, "p" representa la presión, "R" representa la constante de los gases para el aire de 1.716 lbs./feet^2 y "T" representa la temperatura en grados Rankine.

instrucciones

1 Utilice un barómetro para determinar la presión atmosférica. La presión atmosférica se mide en "pulgadas por mercurio", mientras que la densidad del aire se mide en libras por pie cuadrado. Con el fin de medir la densidad del aire, debe convertir "pulgadas de Mecury" a libras por pie cuadrado. Desde el 1 pulgada de mercurio es equivalente a 70.724 lb./feet^2, si su medida de presión atmosférica es de 30,08 pulgadas: 30.08 x 70.724 = 2.127,34 lbs./feet^2

2 Encontrar la temperatura del aire usando un termómetro. La escala de Rankine es equivalente a la temperatura (en unidades Fahrenheit) más el valor 460,67. El Rankine es la más utilizada para los cálculos de ingeniería y es el estándar Inglés para medir la temperatura de la densidad del aire. Por ejemplo, si su temperatura mide 60 grados Fahrenheit, la temperatura de Rankine sería: 60 + 460.67 = 520.67 grados Rankine

3 Resuelve para la densidad del aire, medida en "rho". La ecuación para una ecuación típica densidad del aire es (rho) = p / (RT). Para nuestro ejemplo, el enchufe en las respuestas que se han encontrado en los pasos 1 y 2: (rho) = p / (RT); (Rho) = 2,127.34 / (1.716 x 520,67); y (rho) = 0,00238 babosas / pies ^ 3.

La densidad del aire y la altitud geográfica

April 2

La densidad del aire y la altitud geográfica


En los primeros días de vuelo, había poca información disponible acerca de la atmósfera. Balloonists habían tomado medidas y los meteorólogos habían construido modelos de crudo a partir de datos empíricos, pero éstos hicieron poco para ayudar a un nuevo campo de la ingeniería que se basaba en la temperatura del aire, la densidad del aire y la presión atmosférica. Aerodinamicistas necesitan datos precisos de los reinos en los que volaron.

Altitud

Antes que los científicos podrían desarrollar un modelo preciso de la atmósfera, primero tienen que definir la "altitud". Esto no era tan fácil una tarea que pueda parecer. Los astrónomos definen la altitud desde el centro de la tierra, pero en aerodinámica no se preocupan por lo que pasó por debajo de la superficie de la tierra. Los científicos trabajaron en función de la altitud "geopotencial", que es una medición de altitud se utiliza únicamente para simplificar los cálculos, ya que supone la aceleración de la gravedad es constante. "Geográfica" altitud es una medida física de la superficie de la tierra a un punto en la atmósfera. Esta es una verdadera medición de altitud, pero puede hacer cálculos extremadamente difícil. Afortunadamente, la diferencia entre la altitud geográfica y geopotencial dentro de la atmósfera es minúscula, así que los dos por lo general se pueden utilizar indistintamente.

NACA

El predecesor de la Aeronáutica y del Espacio (NASA) fue el Comité Consultivo Nacional de Aeronáutica (NACA). El trabajo de la NACA en los primeros días de la aeronáutica fue vital para el avance del país en el campo durante décadas. En 1923, la NACA tomó montones de datos atmosféricos empírica no organizado y desarrollado la "atmósfera estándar." El informe y las tablas que lo acompañaban define los cambios de presión, temperatura y densidad en la atmósfera.

Standard Atmosphere

La ecuación básica para la atmósfera estándar es la ecuación hidrostática, que establece un cambio en la presión del aire es igual a menos las veces la densidad del aire la aceleración de la gravedad veces el cambio de altura, o la altitud. Mediante la manipulación de la ecuación de estado, p = (rho) RT, los científicos deriva una ecuación para la densidad en la atmósfera estándar que sólo es dependiente de la temperatura. Si sabes la temperatura a cualquier altitud, se puede calcular la densidad.

Altitud densidad

Mientras que la atmósfera estándar proporciona valores constantes para la presión, densidad y temperatura en altitudes dadas, la atmósfera rara vez es "estándar". Un valor en aerodinámica utilizan para este tipo de situaciones no estándar es "densidad de la altitud". Este valor proviene de la medición de la densidad del aire directamente y encontrar el valor asociado de altitud en las tablas atmósfera estándar. Este valor es importante para los pilotos que lo utilizan para calibrar sus altímetros, especialmente cuando volar fuera de los campos de aviación a gran altura.

Aerodinámica

la aerodinámica básica se basa en gran medida en la atmósfera estándar. Por ejemplo, si usted tiene la altitud de densidad, se puede consultar los valores de presión y temperatura asociados en las tablas atmósfera estándar. La densidad del aire es crítica en la ecuación de continuidad, el corazón de cualquier cálculo del flujo de aire, especialmente en los flujos compresibles. El trabajo NACA hizo en 1923 es todavía una parte de incluso los textos de ingeniería aeronáutica más avanzada.

¿Cómo encontrar densidad del aire

April 27

¿Cómo encontrar densidad del aire


Los valores de densidad varían con la temperatura y la presión. La ecuación que gobierna esta relación es la "ecuación de estado": p = (rho) RT, donde p es la presión, rho es la densidad, R es la constante de gas específica y T es la temperatura. En campos como la aerodinámica, los ingenieros han desarrollado ecuaciones que producirán valores "ideales" de la temperatura, la presión y la densidad como una función de la altitud. Para encontrar la densidad del aire en su ubicación exacta, sin embargo, es necesario conocer la temperatura y la presión.

instrucciones

1 Determinar la presión atmosférica del barómetro. La mayoría de las lecturas de la presión atmosférica están en "pulgadas", que significa "pulgadas de mercurio." La mayoría de los cálculos requieren ya sea pascales para las unidades métricas o libras por pie cuadrado para las unidades inglesas. Los factores de conversión son 70.724 lb./feet^2 por pulgada de mercurio, o 3,386.4 pascales por pulgada de mercurio.

Ejemplo:
La presión barométrica = 30.08 pulg.
30.08 * 70.724 = 2.127,34 lbs./feet^2

2 Leer la temperatura del termómetro y convertirlo a las unidades que necesita. Las escalas de Rankine y Kelvin son más comunes en los cálculos de ingeniería. Rankine es la escala de Inglés y es igual a la temperatura en grados Fahrenheit, más 460,67. La lectura de la escala Kelvin es igual a la temperatura en grados Celsius más 273,15.

Ejemplo:
Temperatura = 60 grados Fahrenheit
60 + 460.67 = 520.67 grados Rankine

3 Enchufe los valores de temperatura y presión en la ecuación de estado y resolver para la densidad, o "rho". La constante de gas para el aire es 1,716 para las unidades inglesas de lb./feet^2 para la presión y grados Rankine para la temperatura. En el sistema métrico, es de 287 pascales de presión y temperatura en grados Kelvin.

Ejemplo:
p = (rho) RT
(Rho) = p / (RT)
(Rho) = 2127,34 / (1,716 * 520,67)
(Rho) = 0,00238 babosas / pies ^ 3

Consejos y advertencias

  • Muchos valores de la constante de los gases están disponibles dependiendo de las unidades que se utiliza. Convertir sus medidas a las unidades compatibles con el valor de la constante de gas que está usando.

Cómo calcular la densidad del aire

October 20

Cómo calcular la densidad del aire


La densidad del aire es una forma de expresar la masa de aire por unidad de volumen. La densidad del aire a altitudes más bajas es más alta que en las zonas altas, y la densidad del aire también puede verse afectada por la temperatura y la humedad. La densidad del aire es un valor importante a considerar en aplicaciones tales como el diseño de aeronaves o la aerodinámica de los vehículos. Los siguientes pasos explicarán cómo calcular la densidad del aire.

instrucciones

Los pasos

1 Usar la Ley de los gases ideales:
P

V = n R * T
donde: P = presión

V = volume
n = number of moles
R = gas constant
T = temperature
2 densidad sustituto en la ecuación de la ley de los gases ideales:
D (densidad) = n / V
D = P / R * T
donde: D = densidad

P = pressure
R = gas constant = gas constant , J/(kg*degK) = 287.05 for dry air
T = temperature

3 Sustituir los valores numéricos aplicables en la ecuación y resuelve para densidad.

4 Este es un ejemplo de "calculadoras de densidad de altitud y la optimización de motor":
Utilizar los valores estándar ISA para las condiciones a nivel del mar.
P = 101.325 Pa
T = 15 ° C
La densidad del aire se calcula para ser:

D = (101325) / (287.05 * (15 + 273.15)) = 1.2250 kg/m3

Consejos y advertencias

  • La humedad del aire es en realidad un factor que disminuya el valor de la densidad del aire.

Densidad del aire vs. Temperatura

June 10

El aire caliente es una de las fuentes libres básicas de elevación cualquier máquina voladora puede utilizar, de acuerdo con Fletcher Anderson de la revista SW aviador. Cualquier persona que vuela, de alas delta para pilotos de helicóptero para las aves, sabe que el aire caliente sube. La razón de esto es por lo que es debido al efecto de la temperatura sobre la densidad del aire.

Fases de la materia

Toda la materia, incluyendo las sustancias que componen el pueblo aire que respiran, existe en tres fases diferentes: sólidos, líquidos y gases. Los sólidos son duros y densos, y tienen una forma física rígida. Los líquidos son menos densos, y no tienen ninguna forma, a pesar de sus moléculas todavía se tocan entre sí. Gases (como el aire) son aún menos denso que los líquidos, y las moléculas de los gases no están vinculados entre sí en absoluto. Las diferencias entre sólidos, líquidos y gases son debido a la temperatura.

Aire caliente

Aire se calienta de manera diferente en diferentes áreas. Dondequiera que el sol está brillando, la tierra se está calentando. La planta calentamiento a su vez calienta el aire por encima de ella. la oscuridad del suelo o de la roca tiende a calentar el aire por encima de ella mucho mejor que el suelo cubierto por arbustos. Los campos abiertos se sitúan entre esos dos extremos. Suelo bajo la sombra o en la noche se enfría, enfriando el aire por encima de ella.

Las moléculas de aire y calor

La energía siempre se conserva. Cuando los fotones de calor que se mueven a través de la atmósfera son absorbidas por las moléculas de aire, esas moléculas de aire añadir movimiento de los fotones a las propias. Esto significa que cuando un gas como el aire absorbe el calor, sus moléculas empiezan a moverse más rápido. Cuanto más caliente esté el aire, más rápido se mueven las moléculas de aire alrededor.

Densidad y Heat

Porque se están moviendo más rápido, viajan a una distancia mayor de la misma cantidad de tiempo. Esto hace que las tendieron más. Debido a que el mismo número de moléculas de llenar un mayor volumen, la densidad del aire más caliente ha disminuido. La densidad es, después de todo, la relación de la cantidad de materia a la cantidad de espacio que se llena.

Viento

Esta tendencia de aire para obtener menos denso que se va haciendo más y obtener más densa como se pone más frío es lo que causa los vientos a la forma. A medida que el aire caliente sube, se extrae el aire de toda la superficie de la Tierra para llenar el espacio que deja tras de sí. Como el aire frío desciende, empuja el exceso de aire hacia fuera a través de la superficie de la Tierra. Este movimiento constante de aire cuando se calienta y se enfría da la atmósfera de la Tierra un complejo, la naturaleza siempre en movimiento.

Cómo convertir una Tasa de fugas de helio a una tasa de fugas de aire

February 15

Cómo convertir una Tasa de fugas de helio a una tasa de fugas de aire


Es útil para convertir un flujo de fuga de gas en el flujo de aire correspondiente para fines de diseño. Los ingenieros utilizan los cálculos de flujo de aire estándar hasta tamaño tuberías, conductos, ventiladores y compresores. Si está presente en el sistema de un gas distinto del aire, debe ser convertido en el flujo de aire. Este cálculo tiene la gravedad específica (relación en comparación con el aire) en cuenta.

Instrucciones

1 Determinar las condiciones de fugas de helio, como la tasa de flujo volumétrico, la temperatura y la presión. Por ejemplo, supongamos que la velocidad de flujo de 500 pies cúbicos por minuto (cfm) a una presión de 100 libras por pulgada cuadrada (psi) y una temperatura de 75 grados F. La gravedad específica del helio es 0.138.

2 Convertir la tasa de flujo de helio volumétrica en una tasa de flujo de masa. Esto se hace mediante el uso de la gravedad específica convertido a la densidad. El aire tiene una densidad de 0,075 libras por pie cúbico. La relación con el helio es la gravedad específica multiplicada por la densidad del aire, que es 0.138 x 0.075 o una densidad de helio de 0,01 libras por pie cúbico. Multiplicar la densidad por la velocidad de flujo volumétrico para determinar la tasa de flujo de masa. Se trata de 500 cfm x 0,01 libras por pie cúbico o 5 libras por minuto.

3 Convertir la frecuencia de flujo de helio a un caudal de aire mediante la fórmula Q = mx 13.36 / sg √1 / sg donde Q es el caudal de aire en pies cúbicos por minuto, m es el flujo de masa del helio y sg es la gravedad específica del helio. Esto calcula a ser 5 x 13,36 / 0,138 x √1 / 0.138 o un caudal de aire de 180 pies cúbicos por minuto.

¿Por qué el aire se adelgazan a medida que aumenta la altitud?

February 19

¿Por qué el aire se adelgazan a medida que aumenta la altitud?


Los seres humanos necesitan para respirar en una cierta cantidad de oxígeno a intervalos regulares para la supervivencia. Que el oxígeno se encuentra en el aire que nos rodea - la atmósfera. La respiración es fácil a nivel del mar, pero a mayor altitud se hace más difícil respirar porque el aire se vuelve más fina. La altitud es la mayor influencia en la densidad del aire, pero hay otros factores que influyen en la presión del aire.

Aire y la atmósfera

La atmósfera de la tierra, el aire, es una mezcla de diferentes gases. El aire es 78 por ciento de nitrógeno. El oxígeno es el elemento más grande siguiente al 21 por ciento. El restante 1 por ciento es una mezcla de otros gases, principalmente argón y dióxido de carbono. La capa inferior de la atmósfera, la troposfera, se extiende cerca de 11 millas por encima de la superficie de la tierra. La troposfera posee el 80 por ciento del aire en la atmósfera y es donde todo el tiempo se lleva a cabo.

El nivel del mar

gravedad de la Tierra actúa sobre las moléculas de gas en la atmósfera. Esto significa que tienen peso. Las partes superiores de la prensa atmósfera abajo en el aire por debajo. A nivel del mar esta presión es de 14.7 libras por pulgada cuadrada. La presión del aire superior paquetes de las moléculas de aire inferior juntas, haciendo que la más densa atmósfera inferior. Medimos la densidad del aire en milibares. El aire a nivel del mar tiene una densidad de 1.000 milibares por el peso de la atmósfera por encima de ella.

Altitud

Aire a mayores altitudes tiene menos atmósfera total por encima de él para que no se presiona en tanto como el aire al nivel del mar. Esto permite que las moléculas se extienden, lo que significa que hay menos moléculas totales de aire en un espacio dado. A 18.000 pies sobre el nivel del mar, la densidad del aire es de 500 milibares o la mitad de lo que es en el nivel del mar. En la parte superior de la montaña Everest, algo más de 29.000 pies sobre el nivel del mar, la presión del aire se encuentra a 300 milibares.

Otros factores

La altitud es la principal influencia en la presión del aire, pero no el único. El aire seco es más denso que el aire húmedo y el aire frío es más denso que el aire caliente. La densidad del aire también varía de un lugar a otro en la tierra. El ambiente es sensiblemente más densa en el ecuador que en los polos. Debido a esta diferencia, la presión del aire es inferior a la misma altura en los polos que en el ecuador. La diferencia en la densidad del aire es igual a aproximadamente 3000 más pies de altura.