Was ist die Luftdichte bei STP?

Wie hoch ist die Luftdichte bei STP? Um die Frage zu beantworten, müssen Sie verstehen, was Dichte ist und wie STP definiert ist.

Wichtige Erkenntnisse: Luftdichte bei STP

• Der Wert für die Luftdichte bei STP (Standard Temperature and Pressure) hängt von der Definition von STP ab. Die Definition von Temperatur und Druck ist nicht Standard, daher hängt der Wert davon ab, wen Sie konsultieren.
• Laut ISA oder International Standard Atmosphere beträgt die Luftdichte 1,225 kg / m3 auf Meereshöhe und 15 Grad Celsius.
• Die IUPAC verwendet eine Luftdichte von 1,2754 kg / m3 bei 0 ° C und 100 kPa für trockene Luft.
• Die Dichte wird nicht nur von Temperatur und Druck beeinflusst, sondern auch von der Menge an Wasserdampf in der Luft. Somit sind die Standardwerte nur eine Annäherung.
• Das ideale Gasgesetz kann zur Berechnung der Dichte verwendet werden. Das Ergebnis ist wiederum nur eine Näherung, die bei niedrigen Temperatur- und Druckwerten am genauesten ist. 

Die Luftdichte ist die Masse pro Volumeneinheit atmosphärischer Gase. Es wird mit dem griechischen Buchstaben rho, ρ bezeichnet. Die Dichte der Luft oder wie leicht sie ist, hängt von der Temperatur und dem Druck der Luft ab. Der angegebene Wert für die Luftdichte ist in der Regel STP (Standardtemperatur und -druck)..

STP ist eine Druckatmosphäre bei 0 ° C. Da dies eine Gefriertemperatur auf Meereshöhe wäre, ist trockene Luft die meiste Zeit weniger dicht als der angegebene Wert. Luft enthält jedoch typischerweise viel Wasserdampf, wodurch sie dichter als der angegebene Wert wird.

Die Dichte der Luftwerte

Die Dichte der trockenen Luft beträgt 1,29 Gramm pro Liter bei 32 Grad Fahrenheit (0 Grad Celsius) und einem durchschnittlichen Luftdruck auf Meereshöhe (29,92 Zoll Quecksilber oder 760 Millimeter)..

• Auf Meereshöhe und bei 15 Grad C beträgt die Luftdichte 1,225 kg / m³. Dies ist der Wert der ISA (International Standard Atmosphere). In anderen Einheiten sind dies 1225,0 g / m³, 0,0023769 Nacktschnecke / (cu ft) oder 0,0765 lb / (cu ft).
• Der IUPAC-Standard für Temperatur und Druck (0 ° C und 100 kPa) verwendet eine Trockenluftdichte von 1,2754 kg / m³.
• Bei 20 ° C und 101,325 kPa beträgt die Dichte der trockenen Luft 1,2041 kg / m³.
• Bei 70 Grad F und 14,696 psi beträgt die Dichte der trockenen Luft 0,074887 lbm / ft³.

Einfluss der Höhe auf die Dichte

Die Luftdichte nimmt mit zunehmender Höhe ab. Zum Beispiel ist die Luft in Denver weniger dicht als in Miami. Die Dichte der Luft nimmt mit steigender Temperatur ab, sofern sich das Gasvolumen ändern kann. Beispielsweise ist zu erwarten, dass die Luft an einem heißen Sommertag weniger dicht ist als an einem kalten Wintertag, sofern andere Faktoren gleich bleiben. Ein anderes Beispiel hierfür wäre ein Heißluftballon, der in eine kühlere Atmosphäre aufsteigt.

STP gegen NTP

Während STP Standardtemperatur und -druck ist, treten beim Einfrieren nicht viele gemessene Prozesse auf. Ein weiterer üblicher Wert für normale Temperaturen ist NTP, was für normale Temperatur und normalen Druck steht. NTP ist definiert als Luft bei 20 Grad C (293,15 K, 68 Grad F) und 1 atm (101,325 kN / m)², 101,325 kPa) Druck. Die durchschnittliche Luftdichte bei NTP beträgt 1,204 kg / m³(0,075 Pfund pro Kubikfuß).

Berechnen Sie die Luftdichte

Wenn Sie die Dichte der trockenen Luft berechnen müssen, können Sie das ideale Gasgesetz anwenden. Dieses Gesetz drückt die Dichte als Funktion von Temperatur und Druck aus. Wie alle Gasgesetze handelt es sich um eine Näherung für echte Gase, die jedoch bei niedrigen (normalen) Drücken und Temperaturen sehr gut ist. Das Erhöhen von Temperatur und Druck fügt der Berechnung Fehler hinzu.

Die Gleichung lautet:

p = p / RT

wo:

• ρ ist die Luftdichte in kg / m³
• p ist der absolute Druck in Pa
• T ist die absolute Temperatur in K
• R ist die spezifische Gaskonstante für trockene Luft in J / (kg · K) oder ist 287,058 J / (kg · K).

Quellen

• Kidder, Frank E. "Kidder-Parker Architekten- und Bauherrenhandbuch, Daten für Architekten, Bauingenieure, Bauunternehmer und Zeichner." Harry Parker, Hardcover, Zwölfter Druck der 18. Auflage, John Wiley & Sons, 1949.
• Lewis Sr., Richard J. "Hawleys kondensiertes chemisches Wörterbuch." 15. Auflage, Wiley-Interscience, 29. Januar 2007.