|
La '''densitat de l'aire''' o la '''densitat atmosfèrica''', denotada com ''ρ'' (en grec: rho), és la [[massa]] per unitat de [[volum]] de l'[[Atmosfera terrestre|atmosfera terrestre]]. La densitat de l'aire, com la pressió de l'aire, disminueix amb l'augment de l'altitud. També canvia amb la variació de la pressió atmosfèrica, la temperatura i la [[Humitat|humitat.]]. A 101.325 kPa (abs) i 15 °C, l'aire té una densitat d'uns 1,225 kg/m³ (0,001225 g/cm³, 0,0023769 slug/(cu ft), 0,0765 lb/(cu ft)) segons l'ISA (International Standard Atmosphere). [citation{{Cal Necessitat]citació}}
La densitat de l'aire és una propietat utilitzada en moltes branques de la ciència, l'enginyeria i la indústria, inclosa l'[[aeronàutica]];[1] [2] [3] [[Anàlisi gravimètrica|anàlisi gravimètrica]];[4], la indústria de l'aire condicionat [5]; [[Investigació atmosfèrica|investigació atmosfèrica]] i [[meteorologia]];[6] [7] [8] enginyeria agrícola (modelització i seguiment dels models de sòl-vegetació-atmosfera-transferència (SVAT);[9] [10] [11] i la comunitat d'enginyers que tracta de l'aire comprimit. [12].<ref name="aero_01en">Olson, Wayne M. (2000) AFFTC-TIH-99-01, VolAircraft d'ActuacióPerformance de l'AeronauFlight</ref><ref name="aero_02en">ICAO, Manual deof the l'ICAO AtmosferaStandard EstàndardAtmosphere (estèsextended ato 80 quilòmetreskilometres (262 500 peusfeet)), Doc 7488-CD, TerceraThird EdicióEdition, 1993, {{ISBN|92-9194-004-6}}.</ref><ref name="aero_03en">Grigorie, T.L., Dinca, L., Corcau J-joI. Iand Grigorie, O. (2010) Aircrafts' [Aircrafts’{{sic]}} MidaAltitude d'AltitudMeasurement queUsing UtilitzaPressure Informació de PressióInformation:DensitatBarometric iAltitude Altitudand BaromètricaDensity AltitudAltitude</ref> [[anàlisi gravimètrica]];<ref name="grav_01en">UnA., Picard, R.S., Davis, M., Gläser iand K., Fujii (CIPM-2007) Revised fórmulaformula perfor lathe densitatdensity deof moist aireair</ref>, la indústria de l'aire condicionat;<ref name="hvac_01en">S. Herrmann, H.-J. Kretzschmar, iand D.P. Gatley (2009), ASHRAE RP-1485 Informe Final Report</ref> [[ciència atmosfèrica|investigació atmosfèrica]] i [[meteorologia]];<ref name="mete_01en">F.R. Martins, R.UnA. Guarnieri e E.B. Pereira, (2007) O aproveitamento da energia eólica (ElThe recurswind d'energia delenergy ventresource).</ref><ref name="mete_02en">Andrade, R.G., Sediyama, G.C., Batistella, M., Victoria, D.C., da Paz, UnA.R., Lima, E.P., Nogueira, S.F. (2009) Mapeamento de parâmetros biofísicos e da evapotranspiração capno Pantanal usando técnicas de sensoriamento remoto</ref><ref name="mete_03en">Marshall, John and Plumb, R. Alan (2008), Atmosphere, ocean, and climate dynamics: an introductory text {{ISBN|978-0-12-558691-7}}.</ref> enginyeria agrícola (modelització i seguiment dels models de sòl-vegetació-atmosfera-transferència (SVAT);<ref name="agri_01en">Pollacco, J. A., and B. P. Mohanty (2012), Uncertainties of Water Fluxes in Soil-Vegetation-Atmosphere Transfer Models: Inverting Surface Soil Moisture and Evapotranspiration Retrieved from Remote Sensing, Vadose Zone Journal, 11(3), {{DOIdoi|10.2136/vzj2011.0167}}.</ref><ref name="agri_02en">Shin, Y., B. P. Mohanty, and A.V.M. Ines (2013), Estimating Effective Soil Hydraulic Properties Using Spatially Distributed Soil Moisture and Evapotranspiration, Vadose Zone Journal, 12(3), {{DOIdoi|10.2136/vzj2012.0094}}.</ref><ref name="agri_03en">Saito, H., J. Simunek, iand B. P. Mohanty (2006), AnàlisiNumerical NumèricaAnalysis deof Coupled AiguaWater, Vapor, iand Heat Transport dein Calor en elthe Vadose ZonaZone, Vadose ZonaZone J. 5: 784-800.</ref> i la comunitat d'enginyers que tracta de l'aire comprimit.<ref name="eng_01en">Perry, R.H. Iand Chilton, C.H., eds., Enginyers QuímicsChemical Engineers’ Handbook, 5è5th ed., McGraw-TuróHill, 1973.</ref>>
Segons els instruments de mesura utilitzats, es poden aplicar diferents conjunts d'equacions per al càlcul de la densitat d'aire. L'aire és una barreja de gasos i els càlculs sempre simplifiquen, en major o menor mesura, les propietats de la mescla.
== Aire sec ==
La densitat d'aire sec es pot calcular utilitzant la llei de gas ideal, expressada en funció de la temperatura i la pressió:
La densitat de l'aire sec es pot calcular utilitzant la [[Llei dels gasos ideals|llei dels gasos ideals]], expressada en funció de la [[Temperatura termodinàmica|temperatura]] i la pressió:
\rho = \frac{p}{R_{\rm specific} T}
</math>
on:
: <math>\rho =</math> = {<math>\rho =</math> =} Densitatdensitat d'aire (kg/m³)<math>\rho =</math><ref group="note" name="SInote01">En el sistema d'unitat del SI. Tanmateix, altres unitats poden ser utilitzades.</ref>
: p = {\dis<math>p =</math>laystyle p=} [[Pressiópressió]] absoluta (Pa)<math>p =</math><ref group="note" name="SInote01" />
: T = {\displays<math>T =</math>yle T=} Temperaturatemperatura absoluta (K)<math>T =</math><ref group="note" name="SInote01" />
: <math>R_{\rm specific} =</math> [[Constant dels gasos|constant de gas específic]] per a l'aire sec (J/(kg·K))<ref group="note" name="SInote01"/>
<math>R_{\rm specific} =</math>
<math>R_{\rm specific} =</math>
<math>R_{\rm specific} =</math> c i
<math>R_{\rm specific} =</math>
<math>R_{\rm specific} =</math>
<math>R_{\rm specific} =</math> <nowiki>= {\displaystyle R_{\rm {Específic}}=}</nowiki> [[Constant dels gasos|Constant de gas específic]] per aire sec (J/(kg·K))<math>R_{\rm specific} =</math><ref group="note" name="SInote01" />
La constant de gas específica per aire sec és 287.058 J/(kg·K) en unitats de [[Sistema Internacional d'Unitats|SI]], i 53.35 (ft·lbf)/[[Peu (lb·°R)unitat dinsde longitud)|peus]]·[[UnitatsLliura (unitat de mesuraforça)|lbf]])/([[Lliura dels(unitat Estatsde Unitsmassa)|Estatslb]]·[[Escala UnitsRankine|°R]]) a les [[Sistema Imperial d'Unitats|unitats]] consuetudinàrieshabituals i Imperialsimperials dels [[Unitats de mesura dels Estats Units|Estats Units]]. Aquesta quantitat pot variar lleugerament depenent ende la composició molecular dde l'aire aen unaun ubicaciólloc particulardeterminat.
Per tant:
|
