Para mis datos, tengo la temperatura (F), la presión atmosférica y el punto de rocío.
Quería obtener una estimación aproximada de la densidad del aire, usando los tres.
Además, ¿cómo podría obtener una estimación aún más aproximada usando solo temperatura y rocío?
Comentarios
- Utilice la ley de los gases ideales para la densidad del aire, dadas la presión atmosférica y la temperatura. Si solo tiene la temperatura del punto de rocío y la temperatura del aire, no puede ' obtener una estimación de la densidad del aire porque la presión de vapor del vapor de agua es independiente de la presión del aire.
- Ok, leí sobre la ley de los gases ideales y no pude ' encontrar fórmulas simples con respecto a la adición de rocío.
- Un gas ideal tiene una densidad de partículas determinada por la temperatura y la presión. La densidad, sin embargo, depende del PESO de la partícula de gas, y el H2O es una molécula más liviana que el O2 o el N2.
- @DannyW, es posible que usted (o yo) estemos perdiendo un buen punto aquí. Para una estimación " aproximada ", ignore la cantidad de vapor de agua en el aire, si está hablando de la temperatura ambiente. Si la temperatura no es la ambiente, especifique condiciones que sean algo más específicas.
- ¿Qué tal simplemente calcular las densidades mediante la fórmula universal de gas y agregarlas?
Respuesta
Los parámetros que tiene son temperatura, presión atmosférica y punto de rocío. Los parámetros que se necesitan para calcular la densidad del aire son la temperatura, la presión atmosférica, la humedad relativa y la presión de vapor saturado.
En este caso, es necesario calcular la humedad relativa a partir del punto de rocío.
La humedad relativa se puede obtener mediante la relación entre la cantidad de vapor de agua saturado $ s (t0) $, $ s (t) $ en el punto de rocío $ t0 $ y la temperatura $ t $. Es decir, la humedad relativa $ Rh $ se puede expresar de la siguiente manera.
$$ Rh = \ frac {s (t0)} {s (t)} \ times 100 $$
$ s (t) $ se puede obtener de la ecuación de estado del vapor de agua.
$$ s (t) = \ frac {217 Ps} {t + 273.15} $$
, donde la presión de vapor de agua saturada $ Ps $ [Pa] se puede obtener de la fórmula de Tetens.
$$ Ps = 611 \ times 10 ^ {7.5 t / (t + 237.3) } $$
Aquí se puede obtener la humedad relativa. Como paso siguiente, se calcula la densidad del aire.
La densidad del aire se puede obtener a partir de la fórmula de Jones. El artículo de Jones es FE Jones, «La ecuación de densidad del aire y la transferencia de la unidad de masa», J. Res. Natl. Bur. Stand. 83, 1978, págs. 419-428.
El la densidad del aire $ \ rho $ es
$$ \ rho = \ frac {0.0034848} {t + 273.15} (P – 0.0037960 \ cdot Rh \ cdot Ps) $$
, donde $ t $ [Celsius] y $ P $ [Pa] son la temperatura y la presión atmosférica, respectivamente. La unidad de densidad del aire $ \ rho $ es [kg / m $ ^ 3 $].
La La unidad de temperatura que se usa aquí es Celsius. Por lo tanto, si desea usar Fahrenheit como unidad de temperatura, conviértalo. Si mi explicación es difícil de entender, le pido disculpas. Porque mi inglés es pobre.
Si desea verificar rápidamente el cálculo anterior, puede confirmarlo usando el siguiente comando AWK. Los valores de entrada para «eco» son presión atmosférica, temperatura y punto de rocío, respectivamente.
$ 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]";}" Cuando la presión atmosférica, la temperatura y el punto de rocío son 1013,25 hPa, 25 grados C y 14 grados C, la densidad del aire es 1,17693 [kg / m ^ 3].