Die Dichte ist eine physikalische Größe, die für jede Substanz, ob fest, flüssig oder gasförmig, spezifisch ist. Sie wird durch den griechischen Buchstaben Rhô repräsentiert und in Kilogramm pro Kubikmeter [kg/m3] ausgedrückt und ist definiert als die Masse eines Materials pro Volumeneinheit.
Seine allgemeine Formel ist gleich der Masse über dem Volumen.
Was die Dichte der Luft betrifft, so ist sie nicht verallgemeinert, da sie in Abhängigkeit vom atmosphärischen Druck und der Temperatur in einer bestimmten Höhe variiert. Es wird daher notwendig sein, atmosphärischen Druck und Temperatur in die Berechnungsformel zu integrieren. Wir werden nicht auf die Einzelheiten der verschiedenen Formeln eingehen und die Beziehung zwischen Luftdichte, Luftdruck und Temperatur demonstrieren, da dies Gegenstand eines Mathematik- und Physik-Kurses wäre. Es gibt nur eine Formel zur Berechnung der Luftdichte.
Als Faustregel gilt, dass diese Dichte in einer Höhe von null Metern (0 m) über dem mittleren Meeresspiegel bei einer Temperatur von 0° Celsius 1,29 kg/m3 beträgt und mit zunehmender Höhe abnimmt.
- P : Der Luftdruck in der gegebenen Höhe [Pa]
- M : Die Molmasse der trockenen Luft ist ein konstanter Wert, der 28,9644 [kg/kmol] entspricht.
- R : Die perfekte Gaskonstante, die 8314,32 [J/°K.kmol] entspricht.
- t° : Die Temperatur in der gegebenen Höhe, ausgedrückt in Grad Kelvin [°K]
Der Luftdruck
Der Luftdruckwert für eine bestimmte Höhe kann durch eine Suche im Internet ermittelt werden. Es gibt mehrere Websites, die uns mit Informationen versorgen, wofür diese Webseite ein perfektes Beispiel ist. Sie gibt uns den atmosphärischen Druck für eine Höhe bis zu den nächsten 100 m, ausgedrückt in HektoPascal [hPa], an. Unsere Formel erfordert jedoch einen in Pascal [Pa] ausgedrückten Wert, so dass wir die Umrechnung durch Multiplikation des Wertes in HektoPascal [hPa] mit 10² vornehmen müssen.
Die molare Masse der trockenen Luft
Die Molmasse ist die Masse von einem Mol eines Körpers. In diesem Fall ist dies trockene Luft.
Da trockene Luft aus mehreren verschiedenen Gasen besteht, erhält man ihre Molmasse, indem man einen gewichteten Mittelwert ihrer Hauptbestandteile bildet, was zu einem Wert von 28,9644 kg/kmol führt. Dieser Wert ist konstant und wird daher für die Formel unveränderlich bleiben.
Die perfekte Gaskonstante
Die perfekte Gaskonstante ergibt sich aus dem Produkt der Avogadro-Zahl und der Boltzman-Konstante. Diese beiden Werte sind allesamt Konstanten, so dass es sich selbstverständlich um einen Wert handelt, der ebenfalls unveränderlich ist. Die perfekte Gaskonstante ist und wird immer 8314,32 J/°K.kmol betragen.
Die Temperatur
Es ist wichtig zu wissen, dass die Temperatur keine Konstante ist, sondern je nach der Höhe variiert. Es wird daher notwendig sein, die Temperatur in einer bestimmten Höhe zu bestimmen. Es ist wichtig zu wissen, dass die Normaltemperatur in einer Höhe von 0 Metern (Meereshöhe) 15°C beträgt. Dennoch ist es durchaus möglich, die Temperatur in einer bestimmten Höhe zu berechnen, indem man einfach die Tatsache berücksichtigt, dass die Temperatur umso niedriger ist, je höher die Höhe ist, und dieser Rückgang alle 1000 m etwa 6,4°C beträgt.