Calculadora de densidad del aire
Air Density Calculator es una herramienta útil que calcula el parámetro de densidad del aire dadas las condiciones de temperatura y presión. Ingrese las entradas como en las secciones de entrada y haga clic en el botón Calcular para obtener la densidad del aire de salida en poco tiempo.
Calculadora de densidad del aire:¿Desea encontrar el parámetro de densidad del aire como parte de sus cálculos de fuerza aerodinámica? Si es así, ha venido por el camino correcto y le explicaremos todo sobre la densidad del aire desde la definición, la fórmula y los pasos sobre cómo calcular la densidad del aire utilizando las condiciones de presión y temperatura. Siga leyendo para conocer la relación entre el clima local y ρ, verifique qué niveles de densidad del aire puede esperar en varias regiones.
La densidad del aire depende de varios factores, como la humedad relativa, la temperatura, la presión y la altitud, etc. La presión del aire también está relacionada con el peso del aire, es decir, si se para en las alturas, tendrá menos aire arriba y, por lo tanto, la presión es más baja. Aprenda qué es la densidad del aire estándar y la densidad del aire al nivel del mar, la tabla de densidad del aire, etc.
¿Qué se entiende por densidad del aire? | Densidad del aire a nivel del mar
La densidad del aire nos dice cuánto pesa un cierto volumen de aire. Viene dada por la fórmula ρ = masa de aire / volumen. La densidad del aire se denota con el símbolo ρ y se usa para medir la masa de aire por unidad de volumen. El aire seco consiste en gases como nitrógeno (78 %), oxígeno (21 %) en porciones principales y el 1 % restante incluye varios gases como dióxido de cangrejo, neón, helio, etc. Sin embargo, el aire ya no estará seco. aire hasta que aparezca el vapor de agua.
Dado que el aire es una mezcla de gases, no tendrá una densidad constante y el valor depende de la composición del aire. La mayoría de los componentes tienen densidades similares, por lo que no tendrán mucho efecto en la densidad general. Sin embargo, el vapor de agua es una excepción y cuanto mayor sea el vapor de agua, menor será la densidad del aire.
En el caso de aire seco, la densidad al nivel del mar a 59 °F (15 °C) y 14,7 psi (1013,25 hPa) es de alrededor de 0,0765 lb/cu ft (1,225 kg/m³). Al cambiar la humedad y la altitud, la densidad del aire también se alterará. Según la regla del pulgar, verá una caída de 0,0022-0,0023 lb/pie cúbico (0,035-0,036 kg/m³) por cada 1000 pies de cambio de altitud.
¿Cómo calcular la densidad del aire?
Para determinar la densidad del aire en un lugar en particular, debe estar bien versado en varios parámetros meteorológicos y son como tales.
- Presión del aire: Es una presión barométrica expresada en unidades hPa.
- Temperatura del aire: Es simplemente la temperatura exterior medida en °C.
- Humedad relativa: La Humedad Relativa o Punto de Rocío es el punto en el que el vapor de agua comienza a condensarse en °C.
El procedimiento para calcular la densidad del aire es bastante simple. Siga las pautas simples que se enumeran a continuación para determinar la densidad del aire.
- En primer lugar, averigüe la presión de vapor de saturación a una temperatura determinada mediante la fórmula p₁ = 6,1078 * 10^[7,5*T /(T + 237,3)] en la que T se mide en grados Celsius.
- A continuación, averigüe la presión de vapor real multiplicando la presión de vapor de saturación por la humedad relativa, es decir, pv = p₁ * RH
- Resta la presión de vapor de la presión de aire total para encontrar la presión de aire seco. Tenemos la ecuación como pd = p - pv
- Sustituye los valores conocidos en la fórmula ρ = (pd / (Rd * T)) + (pv / (Rv * T))
- Donde pd es la presión del aire seco y se mide en unidades son Pa
- pv es la presión de vapor de agua en unidades Pa
- T es la temperatura del aire en Kelvins
- Rd es la constante de gas específica para el aire seco y es igual a 287.058 J/(kg·K)
- Rv es la constante de gas específica para el vapor de agua igual a 461.495 J/(kg·K)
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Tabla de densidad del aire
En las secciones anteriores, es posible que haya oído hablar del término Aire seco. ¿Quiere saber qué es exactamente el aire seco? Entonces no busque más y continúe con nuestros módulos adicionales. El aire seco no es más que el aire que tiene una humedad relativa baja y, por lo tanto, tiene un punto de rocío bajo.
Para comprender mejor cómo la temperatura y la presión influyen en la densidad del aire. La densidad del aire disminuye a medida que se calienta el aire. Para saber cómo cambia el aire con la altitud, consulte la tabla de densidad del aire para el aire seco que se proporciona a continuación.
| Altitude [ft (m)] |
Temperature [°F (°C)] |
Pressure [psi (hPa)] |
Air density [lb / cu ft (kg / m³)] |
|---|---|---|---|
| sea level | 59 (15) | 14.7 (1013.25) | 0.077 (1.23) |
| 2 000 (610) | 51.9 (11.1) | 13.7 (941.7) | 0.072 (1.16) |
| 4 000 (1219) | 44.7 (7.1) | 12.7 (873.3) | 0.068 (1.09) |
| 6 000 (1829) | 37.6 (3.1) | 11.7 (808.2) | 0.064 (1.02) |
| 8 000 (2438) | 30.5 (-0.8) | 10.8 (746.2) | 0.06 (0.95) |
| 10 000 (3048) | 23.3 (-4.8) | 10 (687.3) | 0.056 (0.9) |
| 12 000 (3658) | 16.2 (-8.8) | 9.2 (631.6) | 0.052 (0.84) |
| 14 000 (4267) | 9.1 (-12.8) | 8.4 (579) | 0.048 (0.77) |
| 16 000 (4877) | 1.9 (-16.7) | 7.7 (530.9) | 0.045 (0.72) |
Densidad del aire SI y unidades inglesas
La unidad SI para Densidad es Kilogramo por metro cúbico (Kg/m³). Sin embargo, en ciertos escenarios es mejor usar otras unidades como
- gramo por centímetro cúbico (g/c m³), 1 g/cm³ = 0,001 kg/m³
- kilogramo por litro (kg/L), 1 kg/L = 1000 kg/m³
- gramo por mililitro (g/mL), 1 g/mL = 1000 kg/m³
Según la situación, elija las unidades. La densidad del aire y sus unidades imperiales son las siguientes
- libras por pie cúbico (lb / cu ft);
- libras por yarda cúbica (lb/cu yd), 1 lb/cu yd ≈ 0,037 lb/cu ft;
- onza por pulgada cúbica (oz/cu in), 1 oz/cu in = 108 lb/cu ft;
- libra por galón (EE. UU.) (lb/gal EE. UU.), 1 lb/gal EE. UU. ≈ 7,48 lb/pie cúbico.
Densidad de aire estándar
Dado que la temperatura y la densidad del aire varían de un lugar a otro, debe tener condiciones de aire estándar. Eche un vistazo a las secciones a continuación para poder conocer varias presiones de referencia estándar p₀ y temperaturas T₀.
- As per International Union of Pure and Applied Chemistry(IUPAC): Standard Temperature and Pressure (STP), p₀ = 10⁵ Pa, T = 0 °C;
- Instituto de Estándares y Tecnología (NIST): ISO 10780, p₀ = 1 atm, T = 0 °C;
- Organización de Aviación Civil Internacional (OACI): Atmósfera estándar internacional (ISA), p₀ = 1 atm, T = 15 °C;
- Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA): temperatura y presión normales (NTP), p₀ = 1 atm, T = 20 °C;
- Unión Internacional de Química Pura y Aplicada: Presión y temperatura ambiente estándar (SATP), p₀ = 10⁵ Pa, T = 25 °C;
Presión del aire
La presión del aire es una propiedad física del gas que nos dice cuánta fuerza tiene mientras actúa sobre el entorno. Según la teoría cinética de los gases, las moléculas de gas estarán en constante movimiento y tendrán una velocidad que depende de la energía térmica. Las partículas chocan unas con otras y golpean las paredes del recipiente y ejerce una fuerza diminuta sobre ellas. Cuando el número de moléculas encerradas alcanza la magnitud del Número de Avogadro ~10²³, la fuerza total se vuelve significativa y medible y esta es la presión.
Humedad relativa
La humedad relativa HR es la relación entre la presión parcial del vapor de agua y la presión de equilibrio del vapor del agua a una temperatura determinada. p_total = p_N₂ + p_O₂ + p_Ar + p_H₂O + ... La humedad relativa oscila entre 0 % y 100 %; 0 % significa aire seco y 100 % significa que el aire está completamente saturado con vapor de agua.
Punto de rocío
El punto de rocío es una cantidad física y está relacionado con la humedad del aire. Es la temperatura a la cual el vapor de agua en el aire alcanza su estado de saturación. El punto debido se puede encontrar fácilmente utilizando la fórmula DP = 243,12 * α / (17,62 - α) en la que α depende de la humedad relativa HR y la temperatura T. α = ln(HR/100) + 17,62 * T / (243,12 + T )
Preguntas frecuentes sobre la calculadora de densidad del aire
La densidad del aire nos dice cuánto pesa un cierto volumen de aire.
La densidad del aire depende de factores como la temperatura, la presión, la cantidad de vapor de agua que hay en el aire.
La fórmula para la densidad del aire es ρ = (pd / (Rd * T)) + (pv / (Rv * T))
La unidad SI de densidad del aire es kilogramo por metro cúbico (kg / m³).
