ما الذي يحدد كثافة الهواء؟ أحد الأسئلة العلمية التي تحتاج إلى إجابة دقيقة لأن هناك عوامل كثيرة تؤثر على كثافة الهواء وتتعدد أهميتها في مجال الطيران والعديد من العلوم والمجالات الأخرى مثل تسلق الجبال والقفز بالمظلات وغيرها. ولهذا يمكنك معرفة ما الذي يحدد كثافة الهواء من خلال قراءة المقال أدناه.
كثافة الهواء
يتم تعريف كثافة الهواء على أنها كتلة الهواء لكل وحدة حجم، وبالتالي يتم تحديد الحجم من خلال كتلة وحدة الهواء الجاف. تعتمد كثافة الهواء ومداه على كل من درجة حرارة وضغط الهواء والقيمة المعطاة STP (درجة الحرارة والضغط القياسية) لكثافة الهواء عادة ما نقول أن STP هي مقدار ضغط الهواء عند درجة حرارة 0 درجة مئوية، وهي درجة حرارة التجمد عند مستوى سطح البحر. ولذلك فإن الهواء الجاف يكون أقل كثافة من معظم الأوقات، إلا أن الهواء يحتوي على كمية كبيرة من بخار الماء، لذلك فهو أكثر كثافة.
ما الذي يحدد كثافة الهواء؟
دعونا نجيب على سؤال ما الذي يحدد كثافة الهواء يمكن قياس كثافة الهواء في فئتين رئيسيتين باستخدام ما يلي:
- الطريقة البارامترية (القياس غير المباشر): وهي الطريقة الأكثر استخداماً وتستخدم لتحديد الكثافة عن طريق قياس البارامترات الأخرى. يتم حساب كثافة الهواء عن طريق قياس الضغط الجوي ودرجة الحرارة والرطوبة وتركيز ثاني أكسيد الكربون عندما تكون الدرجة مرتفعة. القياس مطلوب.
- القياس المباشر لكثافة الهواء.
كيفية حساب كثافة الهواء
يمكن حساب كثافة الهواء الجاف باستخدام قانون الغاز المثالي، الذي يعبر عن الكثافة كدالة لدرجة الحرارة والضغط، ومثل جميع القوانين، يتميز بكونه تقريبيًا للغازات الحقيقية، ومناسب جدًا للغازات المنخفضة. الضغط ودرجات الحرارة المنخفضة (العادية) ولكن زيادة الضغط ودرجة الحرارة تؤدي إلى خطأ في الحساب وفي هذا الحساب يمكن اتباع المعادلة التالية: ρ = p / RT
حيث تمثل هذه المعادلة:
- ρ: هي كثافة الهواء بالكيلو جرام/م3
- p: هو الضغط المطلق في Pa
- T: درجة الحرارة المطلقة K.
- R: هو ثابت الغاز النوعي للهواء الجاف.
تأثير الارتفاع على الكثافة
تتناقص كثافة الهواء مع زيادة الارتفاع، فمثلاً الهواء في منطقة دنفر يكون أقل كثافة من الهواء في ميامي، كما تقل كثافة الهواء أيضًا كلما زادت. بحيث يسمح بتغير كمية الغاز، وخير مثال على ذلك التنبؤ بانخفاض كثافة الهواء في يوم صيفي حار مقارنة بيوم شتاء بارد.
وبالخلاصة فقد أجبنا على سؤال ما الذي يحدد كثافة الهواء، وتعلمنا حساب كثافة الهواء والأشياء التي تؤثر على كثافة الهواء، وخاصة الارتفاع.