ما الذي يحدد كثافة الهواء؟ من الأسئلة العلمية التي تحتاج إلى إجابة دقيقة ، لأن كثافة الهواء تتأثر بعدة عوامل ، وتختلف أهميتها في مجال الطيران ، والعديد من العلوم والمجالات الأخرى ، مثل تسلق الجبال ، والقفز بالمظلات ، وما إلى ذلك ، ولهذا السبب يمكنك معرفة ما يحدد كثافة الهواء من قراءة المقال أدناه.
كثافة الهواء
يتم تعريف كثافة الهواء على أنها كتلة الهواء لكل وحدة حجم ، بحيث يتم تحديد الحجم بواسطة كتلة وحدة الهواء الجاف ، تعتمد كثافة الهواء ونطاقه على درجة حرارة الهواء وضغطه ، وعادة ما تكون القيمة المعطاة لكثافة الهواء عند STP (درجة الحرارة والضغط القياسيان). STP هي مقدار ضغط الهواء عند 0 درجة مئوية وهي درجة حرارة متجمدة عند مستوى سطح البحر ، لذلك يكون الهواء الجاف أقل كثافة من القيمة المذكورة معظم الوقت ، وعلى الرغم من ذلك ، يحتوي الهواء في معظم الأوقات على كمية كبيرة من بخار الماء ، وبالتالي فهو أكثر كثافة.
ما الذي يحدد كثافة الهواء
دعونا نجيب على سؤال ما الذي يحدد كثافة الهواء. يتم تحديد كثافة الهواء من خلال عدة طرق ، حيث تتناقص الكثافة مع الارتفاع ، وتتأثر الكثافة بالتغير في الضغط الجوي ودرجة الحرارة والرطوبة. تُستخدم كثافة الهواء في العديد من فروع العلوم والهندسة والصناعة. يمكن قياس كثافة الهواء باستخدام فئتين رئيسيتين:
- الطريقة البارامترية (القياس غير المباشر): هي الطريقة الأكثر استخدامًا ، وتستخدم لتحديد الكثافة من قياس المعلمات الأخرى. يتم حساب كثافة الهواء من خلال قياسات ضغط الهواء ودرجة الحرارة والرطوبة وتركيز ثاني أكسيد الكربون عند الحاجة إلى درجة عالية من دقة القياس.
- القياس المباشر لكثافة الهواء.
كيف تحسب كثافة الهواء
يمكن حساب كثافة الهواء الجاف باستخدام قانون الغاز المثالي ، والذي يعبر عن الكثافة كدالة لدرجة الحرارة والضغط. مثل جميع قوانين الغاز ، فإنه يتميز بكونه تقريبيًا عندما يتعلق الأمر بالغازات الحقيقية ، وهو مناسب جدًا عند الضغط المنخفض وكذلك درجات الحرارة المنخفضة (العادية). ومع ذلك ، تؤدي الزيادة في الضغط ودرجة الحرارة إلى خطأ في الحساب ، ويمكن اتباع المعادلة التالية في هذا الحساب: ρ = p / RT
حيث تمثل هذه المعادلة:
- ρ: كثافة الهواء بالكيلو جرام / م 3
- p: هو الضغط المطلق في Pa
- T: هي درجة الحرارة المطلقة في K.
- R: ثابت الغاز المحدد للهواء الجاف.
تأثير الارتفاع على الكثافة
تنخفض كثافة الهواء مع زيادة الارتفاع. على سبيل المثال ، الهواء في منطقة دنفر أقل كثافة من الهواء في ميامي ، وتنخفض كثافة الهواء مع زيادة درجة الحرارة. بحيث يسمح بتغيير حجم الغاز ، وأفضل مثال على ذلك توقع انخفاض كثافة الهواء في يوم صيفي حار مقارنة بيوم شتاء بارد.
في الختام أجبنا على سؤال ما الذي يحدد كثافة الهواء ، وتعلمنا كيفية حساب كثافة الهواء ، وكذلك الأمور التي تؤثر على كثافة الهواء وخاصة الارتفاع.