Qual è la densità dell'aria in STP?
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Qual è la densità dell'aria su STP? Per rispondere alla domanda, è necessario comprendere cos'è la densità e come è definito STP.
Key Takeaways: Density of Air at STP
- Il valore per la densità dell'aria a STP (temperatura e pressione standard) dipende dalla definizione di STP. La definizione di temperatura e pressione non è standard, quindi il valore dipende da chi si consulta.
- L'ISA o International Standard Atmosphere afferma che la densità dell'aria è di 1,225 kg / m3 a livello del mare e 15 gradi C.
- L'IUPAC utilizza una densità dell'aria di 1,2754 kg / m3 a 0 ° C e 100 kPa per l'aria secca.
- La densità è influenzata non solo dalla temperatura e dalla pressione, ma anche dalla quantità di vapore acqueo nell'aria. Pertanto, i valori standard sono solo un'approssimazione.
- La legge del gas ideale può essere utilizzata per calcolare la densità. Ancora una volta, il risultato è solo un'approssimazione più accurata con valori di bassa temperatura e pressione.
La densità dell'aria è la massa per unità di volume di gas atmosferici. È indicato dalla lettera greca rho, ρ. La densità dell'aria o la sua luminosità dipende dalla temperatura e dalla pressione dell'aria. In genere, il valore fornito per la densità dell'aria è a STP (temperatura e pressione standard).
STP è un'atmosfera di pressione a 0 gradi C. Dal momento che questa sarebbe una temperatura di congelamento a livello del mare, l'aria secca è meno densa del valore citato per la maggior parte del tempo. Tuttavia, l'aria in genere contiene molto vapore acqueo, che lo renderebbe più denso del valore citato.
La densità dei valori dell'aria
La densità dell'aria secca è di 1,29 grammi per litro (0,07967 libbre per piede cubo) a 32 gradi Fahrenheit (0 gradi Celsius) a pressione barometrica media a livello del mare (29,92 pollici di mercurio o 760 millimetri).
- A livello del mare ea 15 ° C, la densità dell'aria è di 1,225 kg / m3. Questo è il valore dell'ISA (International Standard Atmosphere). In altre unità, questo è 1225,0 g / m3, 0,0023769 lumaca / (cu ft) o 0,0765 lb / (cu ft).
- Lo standard IUPAC di temperatura e pressione (0 gradi C e 100 kPa) utilizza una densità dell'aria secca di 1.2754 kg / m3.
- A 20 ° C e 101,325 kPa, la densità dell'aria secca è 1,2041 kg / m3.
- A 70 ° F e 14,696 psi, la densità dell'aria secca è 0,074887 lbm / ft3.
Effetto dell'altitudine sulla densità
La densità dell'aria diminuisce all'aumentare dell'altitudine. Ad esempio, l'aria è meno densa a Denver che a Miami. La densità dell'aria diminuisce all'aumentare della temperatura, a condizione che il volume del gas possa cambiare. Ad esempio, ci si aspetterebbe che l'aria sia meno densa in una calda giornata estiva rispetto a una fredda giornata invernale, a condizione che altri fattori rimangano gli stessi. Un altro esempio di questo sarebbe una mongolfiera che si alza in un'atmosfera più fresca.
STP contro NTP
Mentre STP è la temperatura e la pressione standard, durante il congelamento non si verificano molti processi misurati. Per le temperature normali, un altro valore comune è NTP, che sta per temperatura e pressione normali. NTP è definito come aria a 20 gradi C (293,15 K, 68 gradi F) e 1 atm (101,325 kN / m2, 101.325 kPa) di pressione. La densità media dell'aria all'NTP è di 1,204 kg / m3(0,075 libbre per piede cubo).
Calcola la densità dell'aria
Se è necessario calcolare la densità dell'aria secca, è possibile applicare la legge del gas ideale. Questa legge esprime la densità in funzione della temperatura e della pressione. Come tutte le leggi sui gas, è un'approssimazione per quanto riguarda i gas reali ma è molto buona a basse pressioni e temperature (ordinarie). L'aumento della temperatura e della pressione aggiunge errori al calcolo.
L'equazione è:
ρ = p / RT
dove:
- ρ è la densità dell'aria in kg / m3
- p è la pressione assoluta in Pa
- T è la temperatura assoluta in K
- R è la costante di gas specifica per l'aria secca in J / (kg · K) o è 287.058 J / (kg · K).
fonti
- Kidder, Frank E. "Manuale per architetti e costruttori di Kidder-Parker, dati per architetti, ingegneri strutturali, appaltatori e disegnatori." Harry Parker, Rilegato, Dodicesima edizione della 18a edizione, John Wiley & Sons, 1949.
- Lewis Sr., Richard J. "Hawley's Condensed Chemical Dictionary". 15a edizione, Wiley-Interscience, 29 gennaio 2007.
