Vad är densiteten för luft vid STP?

Vad är lufttätheten vid STP? För att besvara frågan måste du förstå vad densitet är och hur STP definieras.

Key Takeaways: Density of Air vid STP

• Värdet för lufttätheten vid STP (standardtemperatur och tryck) beror på definitionen av STP. Definitionen av temperatur och tryck är inte standard, så värdet beror på vem du konsulterar.
• ISA eller International Standard Atmosphere uppger att lufttätheten är 1.225 kg / m3 vid havsnivån och 15 grader C.
• IUPAC använder en lufttäthet av 1.2754 kg / m3 vid 0 grader C och 100 kPa för torr luft.
• Densiteten påverkas inte bara av temperatur och tryck utan också av mängden vattenånga i luften. Således är standardvärdena endast en approximation.
• Ideal Gas Law kan användas för att beräkna densitet. Återigen är resultatet bara en approximation som är mest exakt vid låga temperatur- och tryckvärden. 

Lufttätheten är massan per volym av atmosfäriska gaser. Det betecknas med den grekiska bokstaven rho, ρ. Luftdensiteten, eller hur lätt den är, beror på luftens temperatur och tryck. Vanligtvis är värdet som ges för lufttätheten vid STP (standardtemperatur och tryck).

STP är en tryckatmosfär vid 0 grader C. Eftersom detta skulle vara en frysningstemperatur vid havsnivån är torr luft mindre tät än det angivna värdet för det mesta. Emellertid innehåller luft vanligtvis mycket vattenånga, vilket skulle göra den tätare än det angivna värdet.

Densiteten för luftvärden

Tätheten för torr luft är 1,29 gram per liter (0,07967 pund per kubikfot) vid 32 grader Fahrenheit (0 grader Celsius) vid ett genomsnittligt barometertryck i havet (29,92 tum kvicksilver eller 760 millimeter).

• Vid havsnivå och vid 15 grader C är lufttätheten 1.225 kg / m³. Detta är värdet på ISA (International Standard Atmosphere). I andra enheter är detta 1225,0 g / m³, 0,0023769 snigel / (cu ft) eller 0,0765 lb / (cu ft).
• IUPAC-standarden för temperatur och tryck (0 grader C och 100 kPa) använder en torr lufttäthet av 1.2754 kg / m³.
• Vid 20 grader C och 101,325 kPa är densiteten för torr luft 1,2041 kg / m³.
• Vid 70 grader F och 14.696 psi är densiteten för torr luft 0,074887 Ib / ft³.

Påverkan av höjd på densitet

Luftdensiteten minskar när du når höjden. Till exempel är luften mindre tät i Denver än i Miami. Luftdensiteten minskar när du ökar temperaturen, förutsatt att gasens volym får ändras. Som ett exempel kan luft förväntas vara mindre tätt på en varm sommardag mot en kall vinterdag, förutsatt att andra faktorer förblir desamma. Ett annat exempel på detta skulle vara en varmluftsballong som stiger till en svalare atmosfär.

STP kontra NTP

Medan STP är standardtemperatur och tryck, inträffar inte många uppmätta processer när det fryser. För vanliga temperaturer är ett annat vanligt värde NTP, som står för normal temperatur och tryck. NTP definieras som luft vid 20 grader C (293,15 K, 68 grader F) och 1 atm (101,325 kN / m², 101,325 kPa) tryck. Den genomsnittliga lufttätheten vid NTP är 1.204 kg / m³(0,075 pund per kubikfot).

Beräkna luftens densitet

Om du behöver beräkna torr luftens densitet kan du tillämpa den ideala gaslagen. Denna lag uttrycker densitet som en funktion av temperatur och tryck. Liksom alla gaslagar är det en approximation när det gäller verkliga gaser men är mycket bra vid låga (vanliga) tryck och temperaturer. Ökning av temperatur och tryck lägger till fel i beräkningen.

Ekvationen är:

p = p / RT

var:

• ρ är lufttätheten i kg / m³
• p är det absoluta trycket i Pa
• T är den absoluta temperaturen i K
• R är den specifika gaskonstanten för torr luft i J / (kg · K) eller är 287,058 J / (kg · K).

källor

• Kidder, Frank E. "Kidder-Parker arkitekts- och byggnadshandbok, data för arkitekter, byggnadsingenjörer, entreprenörer och ritare." Harry Parker, Hardcover, Twelfth Printing of the 18th Edition edition, John Wiley & Sons, 1949.
• Lewis Sr, Richard J. "Hawleys kondenserade kemiska ordbok." 15: e upplagan, Wiley-Interscience, 29 januari 2007.