Aerdenso

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Saltu al: navigado, serĉo

La aerdenso ρ (aŭ: denso de aero) indikas la mason da aero enhavita en difinita volumeno. Je marnivelo la aerdenso egalas al 1,2041 kg/ (0,0012 g/cm³) ĉe 20 °C. Tie ĝi estas kunpremata per la tuta maso da aero, kiu troviĝas supren de ĝi. Pro tio la aerdenso je granda altitudo iĝas ĉiam pli malgranda.

Dependeco de altitudo[redakti | redakti fonton]

Meza aerpremo kaj aerdenso depende de altitudo

Proksime al la grundo la denso kaj la premo de aero estas ĉiam plej altaj. Escepte de kondiĉoj de inversio, tie ankaŭ la temperaturo estas la plej alta. Je grandaj altitudoj la aero iĝas kontinue pli maldensa. Se la temperaturo estus ĉie la sama, premo kaj denso malpliiĝus sammaniere je la plialtiĝo de altitudo. Fakte la temperaturo ege varias je la diversaj altitudoj.

En la malalta atmosfero la premo kaj la denso de aero duoniĝas po 5500 m de plialtiĝo de la altitudo. Ek de altitudo de 100 km la malpliiĝo de la denso akcelas, ĉar la malpezaj gasoj helio kaj hidrogeno en la kunmetaĵo de aero plialtiĝas.

90 % de la atmosfera maso troviĝas sub 20 km de altitudo.
70 % de la atmosfera maso troviĝas sub 10 km altitudo.
55 % de la atmosfera maso troviĝas sub 5 km altitudo.

Se oni konsideras aeron kiel ideala gaso, la aerdenso ρ en kg/m³ kalkuleblas kun la formulo:

\rho = \frac{p \cdot M}{R \cdot T}

kie p estas la aerpremo, M la mola maso (atentu: en SI-unuoj \mathrm{\frac{kg}{mol}}), R la universala gaskonstanto kaj T la temperaturo en kelvinoj.

Se oni enmetas la gaskonstanton RS por seka aero, rezultas:

\rho = \frac{p}{R_{S} \cdot T}

La specifa gaskonstanto RS por seka aero egalas al:

R_{S} = 287{,}058\ \mathrm{\frac{J}{kg \cdot K}}


Kun atmosfera premo p0 = 101325 Pa = 1013,25 mbar = 1013,25 hPa kaj RS= 287,058 J/kg/K

ĉe T0 = 273,15 K (0 °C) (normaj kondiĉoj) la aerdenso egalas al:

ρ0 = 101325 / (287,05 × 273,15) = 1,293 kg/m³,

ĉe T25 = 298,15 K (25 °C) (nomaj mediaj kondiĉoj) la aerdenso egalas al:

ρ25 = 101325 / (287,058 × 298,15) = 1,184 kg/m³, kaj

ĉe T20 = 293,15 K (20 °C) (normalaj kondiĉoj) oni trovas ρ20 = 1,204 kg/m³.

Klare videblas, ke la aerdenso dependas ankaŭ de la temperaturo.

Preciza kalkulado de la aerdenso[redakti | redakti fonton]

Por precize determini la aerdenson, necesas konsideri ankaŭ la malsekecon de aero, ĉar ĝi influas la gaskonstanton. Uzante la rilatan gaskonstanton, oni povas uzi la supran formulon por kalkuli la denson.

\rho = \frac{p}{R_\mathrm{h} \cdot T}

La gaskonstanto de humida aero egalas al:

R_\mathrm{h} = \frac{R_\mathrm{l}}{1 -  \varphi \cdot p_\mathrm{d}/p\cdot (1 - R_\mathrm{l}/R_\mathrm{d})},

kie

R_\mathrm{l} = 287{,}058\, \frac{\mathrm{J}}{\mathrm{kg} \cdot \mathrm{K}} estas la gaskonstanto de seka aero,
R_\mathrm{d} = 461{,}523\, \frac{\mathrm{J}}{\mathrm{kg} \cdot \mathrm{K}} la gaskonstanto de vaporo,
\varphi la relativa malsekeco kaj
p la premo en Pa.
p_\mathrm{d} estas la vapora premo de akvo en aero. kiu troveblas en

.