Hvad er lufttætheden ved STP? For at besvare spørgsmålet skal du forstå, hvad densitet er, og hvordan STP er defineret.
Key Takeaways: Density of Air ved STP
- Værdien for lufttætheden ved STP (Standard temperatur og tryk) afhænger af definitionen af STP. Definitionen af temperatur og tryk er ikke standard, så værdien afhænger af, hvem du konsulterer.
- ISA eller International Standard Atmosphere angiver, at lufttætheden er 1.225 kg / m3 ved havoverfladen og 15 grader C.
- IUPAC bruger en lufttæthed på 1.2754 kg / m3 ved 0 grader C og 100 kPa til tør luft.
- Densitet påvirkes ikke kun af temperatur og tryk, men også af mængden af vanddamp i luften. Standardværdierne er således kun en tilnærmelse.
- Den ideelle gaslov kan bruges til at beregne densitet. Endnu en gang er resultatet kun en tilnærmelse, der er mest nøjagtig ved lave temperaturer og trykværdier.
Det massefylde luft er massen pr. enhedsvolumen af atmosfæriske gasser. Det er betegnet med det græske bogstav rho, ρ. Lufttætheden, eller hvor let den er, afhænger af luftens temperatur og tryk. Typisk er den angivne værdi for lufttætheden ved STP (standardtemperatur og tryk).
STP er en trykatmosfære ved 0 grader C. Da dette ville være en frysetemperatur ved havoverfladen, er tør luft mindre tæt end den nævnte værdi det meste af tiden. Imidlertid indeholder luft typisk en masse vanddamp, hvilket ville gøre den tættere end den angivne værdi.
Lufttæthedens densitet
Tætheden af tør luft er 1,29 gram pr. Liter (0,07967 pund pr. Kubikfod) ved 32 grader Fahrenheit (0 grader Celsius) ved gennemsnitligt barometertryk på havoverfladen (29,92 inches kviksølv eller 760 millimeter).
- På havoverfladen og ved 15 grader C er lufttætheden 1,255 kg / m3. Dette er værdien af ISA (International Standard Atmosphere). I andre enheder er dette 1225,0 g / m30,0023769 snegl / (cu ft) eller 0,0765 lb / (cu ft).
- IUPAC-standarden for temperatur og tryk (0 grader C og 100 kPa), bruger en tør lufttæthed på 1.2754 kg / m3.
- Ved 20 grader C og 101,325 kPa er massen af tør luft 1,2041 kg / m3.
- Ved 70 grader F og 14.696 psi er massen af tør luft 0,074887 lbm / ft3.
Påvirkning af højde på densitet
Luftens densitet falder, når du vinder højden. For eksempel er luften mindre tæt i Denver end i Miami. Luftens densitet falder, når du øger temperaturen, forudsat at volumen af gas får lov til at ændre sig. Som et eksempel kunne luft forventes at være mindre tæt på en varm sommerdag mod en kold vinterdag, forudsat at andre faktorer forbliver de samme. Et andet eksempel på dette ville være en varmluftsballon, der stiger op i en køligere atmosfære.
STP versus NTP
Mens STP er standardtemperatur og -tryk, der forekommer ikke mange målte processer, når det fryser. For almindelige temperaturer er en anden fælles værdi NTP, der står for normal temperatur og tryk. NTP er defineret som luft ved 20 grader C (293,15 K, 68 grader F) og 1 atm (101,325 kN / m2101,255 kPa) tryk. Den gennemsnitlige lufttæthed ved NTP er 1,204 kg / m3(0,075 pund pr. Kubikfod).
Beregn luftens densitet
Hvis du har brug for at beregne tør luftens densitet, kan du det anvende den ideelle gaslov. Denne lov udtrykker densitet som en funktion af temperatur og tryk. Som alle gaslove er det en tilnærmelse, når det gælder reelle gasser, men er meget god ved lave (almindelige) tryk og temperaturer. Forøgelse af temperatur og tryk tilføjer fejl beregningen.
Ligningen er:
p = p / RT
hvor:
- ρ er lufttætheden i kg / m3
- p er det absolutte pres i Pa
- T er den absolutte temperatur i K
- R er den specifikke gaskonstant for tør luft i J / (kg · K) eller er 287,058 J / (kg · K).
Kilder
- Kidder, Frank E. "Kidder-Parker Arkitekt- og bygherrehåndbog, Data til arkitekter, konstruktionsingeniører, entreprenører og Draughtsmen. "Harry Parker, indbundet, tolvte trykning af udgaven af 18. udgave, John Wiley & Sons, 1949.
- Lewis Sr., Richard J. "Hawleys kondenserede kemiske ordbog." 15. udgave, Wiley-Interscience, 29. januar 2007.