Quali fattori influenzano la densità dell'aria?

La densità è la misurazione della massa di un materiale in un determinato volume di spazio.Per una densità solida rimane costante anche quando il suo ambiente cambia.La densità di una barra d'oro è la stessa a livello del mare, sotto l'oceano e nella parte superiore del Monte Everest.Per un gas come l'aria, la densità è influenzata da variazioni di pressione, temperatura e umidità.I cambiamenti nella densità dell'aria possono modificare la facilità con cui un oggetto si muove e persino può causare problemi di salute.

L'aria è una miscela di azoto, ossigeno e altri gas di traccia.Le molecole di questi gas si muovono in genere rapidamente, rimbalzando l'una dall'altra.Quando l'ambiente è una costante senza cambiamenti di temperatura, pressione o umidità, la massa d'aria in un determinato volume di spazio rimarrà stabile.Il valore della densità dell'aria, generalmente indicato in chilogrammi per metro cubo, viene calcolato anziché misurato direttamente.

Aumenta o diminuzioni della pressione dell'aria possono influire sulla densità dell'aria.I due motivi principali per le variazioni della pressione dell'aria sono i sistemi di altitudine e meteorologica.Di questi, l'altitudine è la più significativa. Per la maggior parte, l'aria diventa più densa all'aumentare della pressione dell'aria.La pressione aggiuntiva forza le molecole d'aria più vicine, con conseguente maggiore massa nel volume dato.All'aumentare dell'altitudine, la pressione dell'aria diminuisce: c'è meno pressione che mette insieme le molecole d'aria.Questa diminuzione della densità dell'aria significa che un alpinista ad alte quote ottiene meno ossigeno quando fa un respiro.I polmoni contengono lo stesso volume ma la densità dell'aria inferiore significa che c'è meno ossigeno nello spazio. La temperatura è l'altro fattore principale che può avere un effetto sulla densità dell'aria.Quando la temperatura aumenta, le molecole d'aria si muovono più velocemente e rimbalzano ulteriormente;Pertanto, temperature più elevate comportano una minore densità d'aria.Quando l'aria è più densa, crea resistenza su oggetti che si muovono attraverso di essa.Ad esempio, una pallina da golf ha colpito in una giornata calda in un campo da golf in cima a una montagna andrà oltre un colpo in una giornata fredda a livello del mare.L'alta temperatura e la pressione dell'aria inferiore trovate ad alte quote si combinano per ridurre la densità dell'aria.

Sebbene un effetto relativamente minore, l'umidità o la quantità di umidità nell'atmosfera possono anche cambiare la densità dell'aria.Sorprendentemente, più umidità c'è nell'aria provoca una minore densità d'aria.Poiché il numero di molecole è costante, quando il numero di molecole d'acqua aumenta il numero di molecole di azoto e ossigeno deve diminuire.Il peso molecolare dell'acqua è molto più basso di quello dell'aria secca il cui peso è dominato da azoto e ossigeno.Ad alta umidità, quindi, la densità dell'aria diminuisce a causa della massa ridotta in un determinato volume.