For mine data har jeg temperatur (F), atmosfærisk trykk og duggpunkt.
Jeg ønsket å få et grovt estimat av lufttettheten, ved å bruke alle disse tre.
I tillegg, hvordan ville jeg få et enda grovere estimat ved å bruke bare temp og dugg?
Kommentarer
- Bruk den ideelle gassloven for lufttetthet, gitt atmosfærisk trykk og temperatur. Hvis du bare har duggpunkttemperatur og lufttemperatur, kan du ' t få et estimat på lufttetthet fordi vanndampens damptrykk er uavhengig av lufttrykk.
- Ok, så jeg leste opp ideell gasslov, og jeg kunne ikke ' ikke finne noen ganske enkelt formler når det gjelder å legge til dugg.
- En ideell gass har en partikkeltetthet bestemt av temperatur og trykk. Tetthet avhenger imidlertid av gasspartikkelvekt, og H2O er et lettere molekyl enn O2 eller N2.
- @DannyW, du (eller jeg) kan mangle et fint poeng her. For et " grovt " estimat, ignorere mengden vanndamp i luften, hvis du snakker om omgivelsestemperatur. Hvis temperaturen ikke er omgivende, vennligst spesifiser forholdene som er noe mer spesifikke.
- Hva med å bare beregne tetthetene med den universelle gassformelen, og legge dem til?
Svar
Parameter som du har er temperatur, atmosfærisk trykk og duggpunkt. Parametere som er behov for å beregne lufttettheten er temperatur, atmosfæretrykk, relativ fuktighet og mettet damptrykk.
I dette tilfellet er det nødvendig å beregne den relative fuktigheten fra duggpunktet.
Den relative fuktigheten kan oppnås ved forholdet mellom den mettede vanndampmengden $ s (t0) $, $ s (t) $ ved duggpunktet $ t0 $ og temperaturen $ t $. Den relative fuktigheten $ Rh $ kan nemlig uttrykkes som følger.
$$ Rh = \ frac {s (t0)} {s (t)} \ times 100 $$
$ s (t) $ kan fås fra tilstandsligningen for vanndamp.
$$ s (t) = \ frac {217 Ps} {t + 273.15} $$
, der det mettede vanndamptrykket $ Ps $ [Pa] kan fås fra Tetens formel.
$$ Ps = 611 \ ganger 10 ^ {7,5 t / (t + 237,3) } $$
Her kunne den relative fuktigheten oppnås. Som et neste trinn beregnes lufttettheten.
Lufttettheten kan oppnås fra Jones formel. Jones papir er FE Jones, «The air density equation and the transfer of the mass unit», J. Res. Natl. Bur. Stand. 83, 1978, s. 419-428.
The lufttetthet $ \ rho $ er
$$ \ rho = \ frac {0.0034848} {t + 273.15} (P – 0.0037960 \ cdot Rh \ cdot Ps) $$
, hvor $ t $ [Celsius] og $ P $ [Pa] er henholdsvis temperatur og atmosfæretrykk. Enheten med lufttetthet $ \ rho $ er [kg / m $ ^ 3 $].
temperaturenhet som brukes her er Celsius. Så hvis du vil bruke Fahrenheit som en temperaturenhet, kan du konvertere den. Hvis forklaringen min er vanskelig å forstå, beklager jeg. Fordi engelsk er dårlig.
Hvis du raskt vil sjekke utregningen ovenfor, kan du bekrefte den ved å følge AWK-kommandoen. Inngangsverdiene for «ekko» er henholdsvis atmosfærisk trykk, temperatur og duggpunkt.
$ 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]";}" Når atmosfæretrykk, temperatur og duggpunkt er 1013,25 hPa, 25 grader C og 14 grader C, er lufttettheten 1,17693 [kg / m ^ 3].