Welke factoren beïnvloeden de luchtdichtheid?

Dichtheid is de meting van de massa van een materiaal in een gegeven volume ruimte.Voor een vaste stof blijft de dichtheid constant, zelfs als de omgeving verandert.De dichtheid van een gouden balk is hetzelfde op zeeniveau, onder de oceaan en aan de top van Mount Everest.Voor een gas zoals lucht wordt de dichtheid beïnvloed door veranderingen in druk, temperatuur en vochtigheid.Veranderingen in luchtdichtheid kunnen wijzigen hoe gemakkelijk een object beweegt en zelfs gezondheidsproblemen kan veroorzaken.

Lucht is een mengsel van stikstof, zuurstof en andere sporengassen.De moleculen van deze gassen bewegen meestal snel en stuiteren van elkaar af.Wanneer de omgeving een constante is zonder veranderingen in temperatuur, druk of vochtigheid, blijft de luchtmassa in een bepaald volume ruimte stabiel.De waarde van de luchtdichtheid, meestal gegeven in kilogram per kubieke meter, wordt berekend in plaats van direct gemeten.

Verhogingen of afname van de luchtdruk kan de luchtdichtheid beïnvloeden.De twee belangrijkste redenen voor veranderingen in luchtdruk zijn hoogte- en weersystemen.Hiervan is hoogte het belangrijkste.

Voor het grootste deel wordt lucht dichter naarmate de luchtdruk toeneemt.De extra druk dwingt de luchtmoleculen dichter bij elkaar, wat resulteert in meer massa in het gegeven volume.Naarmate de hoogte toeneemt, neemt de luchtdruk af: er is minder druk die de luchtmoleculen tegen elkaar duwt.Deze afname van de luchtdichtheid betekent dat een bergbeklimmer op grote hoogten minder zuurstof krijgt als hij ademhaalt.De longen bevatten hetzelfde volume, maar de lagere luchtdichtheid betekent dat er minder zuurstof in de ruimte is.

Temperatuur is de andere belangrijke factor die een effect kan hebben op de luchtdichtheid.Wanneer de temperatuur stijgt, bewegen luchtmoleculen sneller en stuiteren verder uit elkaar;Daarom resulteren hogere temperaturen in een lagere luchtdichtheid.Wanneer lucht dichter is, creëert het slepen op objecten die erdoorheen gaan.Een golfbal slaat bijvoorbeeld op een warme dag op een golfbaan op de top van een berg, zal verder gaan dan één hit op een koude dag op zeeniveau.De hoge temperatuur en lagere luchtdruk die op grote hoogten wordt gevonden, combineren om de luchtdichtheid te verlagen.

Hoewel een relatief klein effect, kan de vochtigheid of hoeveelheid vocht in de atmosfeer ook de luchtdichtheid veranderen.Verrassend genoeg is hoe meer vocht er in de lucht is, resulteert in een lagere luchtdichtheid.Aangezien het aantal moleculen constant is, moet het aantal watermoleculen het aantal stikstof- en zuurstofmoleculen toenemen.Het molecuulgewicht van water is veel lager dan dat van droge lucht waarvan het gewicht wordt gedomineerd door stikstof en zuurstof.Bij hoge luchtvochtigheid neemt de luchtdichtheid daarom af als gevolg van de verminderde massa in een bepaald volume.