Pro svá data mám teplotu (F), atmosférický tlak a rosný bod.
Chtěl jsem získat hrubý odhad hustotu vzduchu, při použití všech tří z nich.
Kromě toho, jak bych získal ještě drsnější odhad pouze při použití temp a rosy?
Komentáře
- Použijte zákon ideálního plynu pro hustotu vzduchu, daný atmosférický tlak a teplotu. Pokud máte pouze teplotu rosného bodu a teplotu vzduchu, nemůžete ' získat odhad hustoty vzduchu, protože tlak vodní páry je nezávislý na tlaku vzduchu.
- Dobře, tak jsem si přečetl zákon o ideálním plynu a nemohl jsem ' najít žádné jednoduché vzorce, pokud jde o přidání rosy.
- Ideální plyn má hustota částic určená teplotou a tlakem. Hustota však závisí na VÁHU plynných částic a H2O je lehčí molekula než O2 nebo N2.
- @DannyW, vy (nebo já) vám zde může chybět skvělý bod. Pro " hrubý " odhad ignorujte množství vodní páry ve vzduchu, pokud mluvíte o okolní teplotě. Pokud teplota není okolní, uveďte podmínky, které jsou poněkud konkrétnější.
- Co takhle jednoduše spočítat hustoty podle univerzálního vzorce plynu a přidat je?
Odpověď
Parametry, které máte, jsou teplota, atmosférický tlak a rosný bod. Parametry, které jsou potřebné pro výpočet hustoty vzduchu, jsou teplota, atmosférický tlak, relativní vlhkost a tlak nasycených par.
V tomto případě je třeba relativní vlhkost vypočítat z rosného bodu.
Relativní vlhkost lze získat poměrem množství nasycené vodní páry $ s (t0) $, $ s (t) $ v rosném bodě $ t0 $ a teploty $ t $. Konkrétně lze relativní vlhkost $ Rh $ vyjádřit následovně.
$$ Rh = \ frac {s (t0)} {s (t)} \ krát 100 $$
$ s (t) $ lze získat z rovnice stavu vodní páry.
$$ s (t) = \ frac {217 Ps} {t + 273.15} $$
, kde tlak nasycených vodních par $ Ps $ [Pa] lze získat z Tetensova vzorce.
$$ Ps = 611 \ krát 10 ^ {7,5 t / (t + 237,3) } $$
Zde lze získat relativní vlhkost. V dalším kroku se vypočítá hustota vzduchu.
Hustotu vzduchu lze získat z Jonesova vzorce. Jonesovým článkem je FE Jones, „Rovnice hustoty vzduchu a přenos jednotky hmotnosti“, J. Res. Natl. Bur. Stand. 83, 1978, str. 419-428.
hustota vzduchu $ \ rho $ je
$$ \ rho = \ frac {0,0034848} {t + 273,15} (P – 0,0037960 \ cdot Rh \ cdot Ps) $$
, kde $ t $ [Celsius] a $ P $ [Pa] jsou teplota, respektive atmosférický tlak. Jednotka hustoty vzduchu $ \ rho $ je [kg / m $ ^ 3 $].
jednotka teploty, která se zde používá, je Celsius. Takže pokud chcete použít Fahrenheita jako jednotku teploty, převeďte ji. Pokud je mé vysvětlení obtížné pochopit, omlouvám se. Protože moje angličtina je špatná.
Pokud chcete rychle zkontrolovat výše uvedený výpočet, můžete jej potvrdit pomocí následujícího příkazu AWK. Vstupními hodnotami pro „echo“ jsou atmosférický tlak, teplota a rosný bod.
$ echo "1013.25 25 14" | awk "{ps = 611 * 10^(7.5 * $2 /($2 + 237.3))} {ps0 = 611 * 10^(7.5 * $3 /($3 + 237.3))} {st = 217 * ps / ($2 + 273.15)} {st0 = 217 * ps0 / ($3 + 273.15)} {rh = 100 * st0 / st} {ro = ($1 * 10^2 - 0.003796 * rh * ps) * 0.0034848 / ($2 + 273.15)} END{print "\nAir density is " ro " [kg/m^3]";}" Pokud je atmosférický tlak, teplota a rosný bod 1013,25 hPa, 25 stupňů C a 14 stupňů C, hustota vzduchu je 1,17693 [kg / m ^ 3].