Ποια είναι η πυκνότητα του αέρα στο STP;

Ποια είναι η πυκνότητα του αέρα στο STP; Προκειμένου να απαντήσετε στην ερώτηση, πρέπει να καταλάβετε τι είναι η πυκνότητα και πώς ορίζεται το STP.

Λέξεις κλειδιά: Πυκνότητα αέρα στο STP

ο πυκνότητα του αέρα είναι η μάζα ανά μονάδα όγκου ατμοσφαιρικών αερίων. Δηλώνεται από την ελληνική επιστολή rho, ρ. Η πυκνότητα του αέρα, ή το πόσο ελαφρύ είναι, εξαρτάται από τη θερμοκρασία και την πίεση του αέρα. Τυπικά, η τιμή που δίνεται για την πυκνότητα του αέρα είναι σε STP (τυπική θερμοκρασία και πίεση).

Το STP είναι μια ατμόσφαιρα πίεσης στους 0 βαθμούς C. Δεδομένου ότι αυτή θα ήταν μια θερμοκρασία κατάψυξης σε επίπεδο θάλασσας, ο ξηρός αέρας είναι λιγότερο πυκνός από την αναφερόμενη τιμή τις περισσότερες φορές. Ωστόσο, ο αέρας τυπικά περιέχει πολλούς υδρατμούς, οι οποίοι θα το καθιστούσαν πυκνότερο από την αναφερόμενη τιμή.

Η πυκνότητα του ξηρού αέρα είναι 1,29 γραμμάρια ανά λίτρο (0,07967 λίβρες ανά κυβικό πόδι) στους 32 βαθμούς Φαρενάιτ (0 βαθμοί Κελσίου) στη μέση βαρομετρική πίεση στη θάλασσα (29,92 ίντσες υδραργύρου ή 760 χιλιοστά).

• Στο επιφάνεια της θάλασσας και στους 15 βαθμούς C, η πυκνότητα του αέρα είναι 1.225 kg / m³. Αυτή είναι η αξία της ISA (Διεθνής Πρότυπη Ατμόσφαιρα). Σε άλλες μονάδες, αυτό είναι 1225,0 g / m³, 0,0023769 slug / (cu ft) ή 0,0765 lb / (cu ft).
• Το πρότυπο IUPAC της θερμοκρασίας και της πίεσης (0 βαθμοί C και 100 kPa), χρησιμοποιεί πυκνότητα ξηρού αέρα 1,2754 kg / m³.
• Στους 20 βαθμούς C και 101,325 kPa, η πυκνότητα του ξηρού αέρα είναι 1,2041 kg / m³.
• Στα 70 βαθμούς F και 14.696 psi, η πυκνότητα του ξηρού αέρα είναι 0.074887 lbm / ft³.

Η πυκνότητα του αέρα μειώνεται όσο κερδίζετε το υψόμετρο. Για παράδειγμα, ο αέρας είναι λιγότερο πυκνός στο Ντένβερ από ό, τι στο Μαϊάμι. Η πυκνότητα του αέρα μειώνεται καθώς αυξάνετε τη θερμοκρασία, επιτρέποντας την αλλαγή του όγκου του αερίου. Για παράδειγμα, ο αέρας αναμένεται να είναι λιγότερο πυκνός σε μια καυτή καλοκαιρινή ημέρα σε σχέση με μια κρύα χειμωνιάτικη μέρα, παρέχοντας άλλους παράγοντες παραμένοντας οι ίδιοι. Ένα άλλο παράδειγμα αυτού θα ήταν ένα μπαλόνι ζεστού αέρα να ανεβαίνει σε μια πιο δροσερή ατμόσφαιρα.

Ενώ STP είναι η συνήθης θερμοκρασία και η πίεση, δεν εμφανίζονται πολλές μετρημένες διεργασίες όταν είναι κατάψυξη. Για συνήθεις θερμοκρασίες, μια άλλη κοινή τιμή είναι η NTP, η οποία αντιπροσωπεύει την κανονική θερμοκρασία και πίεση. Το NTP ορίζεται ως αέρας στους 20 ° C (293,15 K, 68 ° F) και 1 atm (101,325 kN / m², 101,325 kPa) πίεσης. Η μέση πυκνότητα του αέρα στο NTP είναι 1,204 kg / m³(0,075 λίβρες ανά κυβικό πόδι).

Εάν πρέπει να υπολογίσετε την πυκνότητα του ξηρού αέρα, μπορείτε εφαρμόστε τον ιδανικό νόμο για το αέριο. Αυτός ο νόμος εκφράζει την πυκνότητα ως συνάρτηση της θερμοκρασίας και της πίεσης. Όπως όλοι οι νόμοι για το φυσικό αέριο, είναι μια προσέγγιση που αφορά τα πραγματικά αέρια, αλλά είναι πολύ καλή σε χαμηλές (συνήθεις) πιέσεις και θερμοκρασίες. Η αύξηση της θερμοκρασίας και της πίεσης προσθέτει σφάλμα ο υπολογισμός.

Η εξίσωση είναι:

ρ = p / RT

που:

• ρ είναι η πυκνότητα αέρα σε kg / m³
• p είναι η απόλυτη πίεση σε Pa
• T είναι η απόλυτη θερμοκρασία στο K
• R είναι η ειδική σταθερά αερίου για τον ξηρό αέρα σε J / (kg · K) ή είναι 287.058 J / (kg · K).

• Kidder, Frank E. "Kidder-Parker Αρχιτεκτόνων και Κατασκευαστών 'Εγχειρίδιο, Δεδομένα Αρχιτεκτόνων, Δομικών Μηχανικών, Εργολάβοι και οι σχεδιαστές. "Harry Parker, Hardcover, δωδέκατη εκτύπωση της έκδοσης 18ης έκδοσης, John Wiley & Sons, 1949.
• Lewis Sr., Richard J. "Συμπυκνωμένο Χημικό Λεξικό του Hawley." 15η έκδοση, Wiley-Interscience, 29 Ιανουαρίου 2007.