Pentru datele mele, am temperatura (F), presiunea atmosferică și punctul de rouă.
Am vrut să obțin o estimare aproximativă a densitatea aerului, folosindu-le pe toate trei.
În plus, cum aș obține o estimare și mai dură folosind doar temperatura și roua?
Comentarii
- Folosiți legea ideală a gazelor pentru densitatea aerului, date fiind presiunea și temperatura atmosferică. Dacă aveți doar temperatura punctului de rouă și temperatura aerului, nu puteți ' obține o estimare a densității aerului, deoarece presiunea vaporilor vaporilor de apă este independentă de presiunea aerului.
- Ok, așa că am citit legea gazelor ideale și nu am putut ' să găsesc formule simple în ceea ce privește adăugarea de rouă.
- Un gaz ideal are o densitate a particulelor determinată de temperatură și presiune. Densitatea, totuși, depinde de greutatea particulelor de gaz, iar H2O este o moleculă mai ușoară decât O2 sau N2.
- @DannyW, este posibil să vă lipsească un punct fin aici (sau eu). Pentru o estimare " aproximativă ", ignorați cantitatea de vapori de apă din aer, dacă vorbiți despre temperatura ambiantă. Dacă temperatura nu este ambientală, vă rugăm să specificați condițiile care sunt ceva mai specifice.
- Ce se poate spune despre simpla calculare a densităților după formula gazului universal și adăugarea acestora?
Răspuns
Parametrii pe care îi aveți sunt temperatura, presiunea atmosferică și punctul de rouă. Parametrii necesari pentru calcularea densității aerului sunt temperatura, presiunea atmosferică, umiditatea relativă și presiunea vaporilor saturați.
În acest caz, umiditatea relativă este necesară pentru a fi calculată din punctul de rouă.
Umiditatea relativă poate fi obținută prin raportul dintre cantitatea de vapori de apă saturată $ s (t0) $, $ s (t) $ la punctul de rouă $ t0 $ și temperatura $ t $. Anume, umiditatea relativă $ Rh $ poate fi exprimată după cum urmează.
$$ Rh = \ frac {s (t0)} {s (t)} \ times 100 $$
$ s (t) $ poate fi obținut din ecuația stării vaporilor de apă.
$$ s (t) = \ frac {217 Ps} {t + 273.15} $$
, unde presiunea saturată a vaporilor de apă $ Ps $ [Pa] poate fi obținută din formula lui Tetens.
$$ Ps = 611 \ times 10 ^ {7.5 t / (t + 237.3) } $$
Aici s-ar putea obține umiditatea relativă. Ca un pas următor, se calculează densitatea aerului.
Densitatea aerului poate fi obținută din formula lui Jones. Lucrarea lui Jones este FE Jones, „Ecuația densității aerului și transferul unității de masă”, J. Res. Natl. Bur. Stand. 83, 1978, pp. 419-428.
The densitatea aerului $ \ rho $ este
$$ \ rho = \ frac {0.0034848} {t + 273.15} (P – 0.0037960 \ cdot Rh \ cdot Ps) $$
, unde $ t $ [Celsius] și $ P $ [Pa] sunt temperatura și respectiv presiunea atmosferică. Unitatea densității aerului $ \ rho $ este [kg / m $ ^ 3 $].
unitatea de temperatură utilizată aici este Celsius. Deci, dacă doriți să utilizați Fahrenheit ca unitate de temperatură, convertiți-o. Dacă explicația mea este dificil de înțeles, îmi cer scuze. Deoarece limba mea este slabă.
Dacă doriți să verificați rapid calculul de mai sus, îl puteți confirma folosind următoarea comandă AWK. Valorile de intrare pentru „ecou” sunt presiunea atmosferică, temperatura și, respectiv, punctul de rouă.
$ 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]";}" Când presiunea atmosferică, temperatura și punctul de rouă sunt 1013,25 hPa, 25 grade C și 14 grade C, densitatea aerului este de 1,17693 [kg / m ^ 3].