ما هي كثافة الهواء في STP؟ للإجابة على السؤال ، تحتاج إلى فهم ما هي الكثافة وكيف يتم تعريف STP.
الوجبات السريعة الرئيسية: كثافة الهواء في STP
- قيمة كثافة الهواء في STP (درجة الحرارة القياسية والضغط) يعتمد على تعريف STP. تعريف درجة الحرارة والضغط غير قياسي ، وبالتالي فإن القيمة تعتمد على من تتشاور.
- ينص المعيار الدولي للغلاف الجوي (ISA) أو الغلاف الجوي الدولي المعياري على أن كثافة الهواء تبلغ 1.225 كجم / م 3 عند مستوى سطح البحر و 15 درجة مئوية.
- يستخدم IUPAC كثافة هواء تبلغ 1.2754 كجم / م 3 عند درجة حرارة 0 مئوية و 100 كيلو باسكال للهواء الجاف.
- تتأثر الكثافة ليس فقط بالحرارة والضغط ولكن أيضًا بكمية بخار الماء في الهواء. وبالتالي ، فإن القيم القياسية ليست سوى تقريب.
- يمكن استخدام قانون الغاز المثالي لحساب الكثافة. مرة أخرى ، تكون النتيجة تقريبًا يكون أكثر دقة في قيم درجات الحرارة والضغط المنخفضة.
ال كثافة من الهواء هو الكتلة لكل وحدة حجم الغازات في الغلاف الجوي. يشار إليه بالحرف اليوناني rho ، ρ. تعتمد كثافة الهواء ، أو مقدار الضوء ، على درجة حرارة وضغط الهواء. عادةً ما تكون القيمة المعطاة لكثافة الهواء عند STP (درجة الحرارة والضغط القياسية).
STP هو جو واحد من الضغط عند 0 درجة مئوية. نظرًا لأن درجة حرارة التجمد عند مستوى سطح البحر ، يكون الهواء الجاف أقل كثافة من القيمة المذكورة في معظم الأوقات. ومع ذلك ، يحتوي الهواء عادة على الكثير من بخار الماء ، مما يجعله أكثر كثافة من القيمة المذكورة.
كثافة القيم الجوية
كثافة الهواء الجاف 1.29 جرام لكل لتر (0.07967 رطل لكل قدم مكعب) عند 32 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية) في متوسط الضغط الجوي لمستوى سطح البحر (29.92 بوصة من الزئبق أو 760 ملليمترات).
- في مستوى سطح البحر وعند درجة حرارة 15 مئوية ، تكون كثافة الهواء 1.225 كجم / م3. هذه هي قيمة ISA (الغلاف الجوي القياسي الدولي). في الوحدات الأخرى ، هذا هو 1225.0 جم / م3، 0.0023769 سبيكة / (قدم مكعب) ، أو 0.0765 رطل / (قدم مكعب).
- معيار IUPAC لدرجة الحرارة والضغط (0 درجة مئوية و 100 كيلو باسكال) ، يستخدم كثافة الهواء الجاف من 1.2754 كجم / م3.
- عند 20 درجة مئوية و 101.325 كيلو باسكال ، تبلغ كثافة الهواء الجاف 1.2041 كجم / م3.
- عند 70 درجة فهرنهايت و 14.696 رطل / بوصة ، تكون كثافة الهواء الجاف 0.074887 رطل / قدم3.
تؤثر على الارتفاع على الكثافة
كثافة الهواء تنخفض كلما كسب الارتفاع. على سبيل المثال ، يكون الهواء أقل كثافة في دنفر منه في ميامي. تنخفض كثافة الهواء كلما زادت درجة الحرارة ، مما يتيح تغيير حجم الغاز. على سبيل المثال ، من المتوقع أن يكون الهواء أقل كثافة في أحد أيام الصيف الحارة مقابل يوم شتاء بارد ، بشرط أن تظل العوامل الأخرى كما هي. مثال آخر على ذلك سيكون منطاد هواء ساخن يرتفع إلى جو أكثر برودة.
STP مقابل NTP
في حين STP هي درجة الحرارة والضغط المعيارية ، لا تحدث العديد من العمليات المقاسة عندما يتجمد. بالنسبة لدرجات الحرارة العادية ، هناك قيمة شائعة أخرى هي NTP ، والتي تعني درجة الحرارة والضغط العاديين. يتم تعريف NTP على أنه هواء عند 20 درجة مئوية (293.15 كلفن و 68 درجة فهرنهايت) وواحد من أجهزة الصراف الآلي (101.325 كيلو نيوتن / م2، 101.325 كيلو باسكال) من الضغط. متوسط كثافة الهواء في NTP هو 1.204 كجم / م3(0.075 جنيه لكل قدم مكعب).
احسب كثافة الهواء
إذا كنت بحاجة إلى حساب كثافة الهواء الجاف ، يمكنك ذلك تطبيق قانون الغاز المثالي. يعبر هذا القانون عن الكثافة كدالة في درجة الحرارة والضغط. مثل جميع قوانين الغاز ، إنه تقريب عندما يتعلق الأمر بالغازات الحقيقية ولكنه جيد جدًا عند الضغط ودرجات الحرارة المنخفضة (العادية). زيادة درجة الحرارة والضغط يضيف خطأ ل الحساب.
المعادلة هي:
p = p / RT
أين:
- ρ هي كثافة الهواء بالكيلوغرام / م3
- ع هو الضغط المطلق في السلطة الفلسطينية
- T هي درجة الحرارة المطلقة في K
- R هو ثابت الغاز المحدد للهواء الجاف في J / (كجم · K) أو 287.058 J / (kg · K).
المصادر
- فرانك كيدر "كيد باركر المهندسين المعماريين وبناة" ، بيانات للمهندسين المعماريين والمهندسين الهيكليين والمقاولين و Draughtsmen. "هاري باركر ، غلاف فني ، الطبعة الثانية عشرة من الطبعة 18th ، جون وايلي وأولاده ، 1949.
- لويس الأب ، ريتشارد ج. "قاموس هاولي الكيميائي المكثف." الإصدار الخامس عشر ، Wiley-Interscience ، 29 يناير 2007.