Aerdenso

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/m³ (0,0012 g/cm³) ĉe 20 [[grado Celsius| °C]]. Tie ĝi estas kunpremata per la tuta maso da aero, kiu troviĝas supre de ĝi. Pro tio la aerdenso je granda altitudo iĝas ĉiam pli malgranda.

Dependeco de altitudo

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 molmaso (atentu: en SI-unuoj $\mathrm {\frac {kg}{mol}}$), R la universala gaskonstanto kaj T la temperaturo en kelvinoj.

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

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

La specifa gaskonstanto R_S 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 R_S= 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

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

• Tabelo de datenoj kun precizaj formuloj en Vikilibroj (Pedagogiaj libroj)

.