Jakie czynniki wpływają na gęstość powietrza?

Gęstość to pomiar masy materiału w danej objętości przestrzeni.W przypadku solidnego gęstość pozostaje stała, nawet gdy zmienia się jego środowisko.Gęstość złota jest taka sama na poziomie morza, pod oceanem i na szczycie Mount Everest.W przypadku gazu takiego jak powietrze na gęstość wpływają zmiany ciśnienia, temperatury i wilgotności.Zmiany gęstości powietrza mogą modyfikować, jak łatwo porusza się obiekt, a nawet powodować problemy zdrowotne.

Powietrze jest mieszaniną azotu, tlenu i innych gazów śladowych.Cząsteczki tych gazów zwykle poruszają się szybko, podskakując od siebie.Gdy środowisko jest stałe bez zmian temperatury, ciśnienia lub wilgotności, masa powietrza w danej objętości przestrzeni pozostanie stabilna.Wartość gęstości powietrza, ogólnie podawana w kilogramach na metr sześcienny, jest obliczana zamiast bezpośrednio mierzona.

Zwiększa lub zmniejsza ciśnienie powietrza może wpłynąć na gęstość powietrza.Dwa główne przyczyny zmian ciśnienia powietrza to systemy wysokości i pogody.Spośród nich wysokość jest najbardziej znacząca.

W większości powietrze staje się gęstsze wraz ze wzrostem ciśnienia powietrza.Dodatkowe ciśnienie zmusza cząsteczki powietrza bliżej siebie, co powoduje większą masę w danej objętości.Wraz ze wzrostem wysokości ciśnienie powietrza maleje: mniejsze ciśnienie pchając cząsteczki powietrza razem.Ten spadek gęstości powietrza oznacza, że wspinacz górski na dużych wysokościach dostaje mniej tlenu, gdy bierze oddech.Płuca zawierają tę samą objętość, ale niższa gęstość powietrza oznacza, że w przestrzeni jest mniej tlenu.

Temperatura jest innym głównym czynnikiem, który może mieć wpływ na gęstość powietrza.Gdy temperatura wzrasta, cząsteczki powietrza poruszają się szybciej i odbijają się dalej;Dlatego wyższe temperatury powodują niższą gęstość powietrza.Gdy powietrze jest gęstsze, tworzy przeciąganie obiektów przemieszczających się po nim.Na przykład piłka golfowa uderzona w upalny dzień na polu golfowym na szczycie góry pójdzie dalej niż jeden hit w zimny dzień na poziomie morza.Wysoka temperatura i niższe ciśnienie powietrza występujące na dużych wysokościach łączą się, aby obniżyć gęstość powietrza.

Chociaż stosunkowo niewielki efekt, wilgotność lub ilość wilgoci w atmosferze może również zmienić gęstość powietrza.Co zaskakujące, im więcej wilgoci w powietrzu powoduje niższą gęstość powietrza.Ponieważ liczba cząsteczek jest stała, gdy liczba cząsteczek wody zwiększa liczbę cząsteczek azotu i tlenu.Masa cząsteczkowa wody jest znacznie niższa niż w przypadku suchego powietrza, którego ciężar jest zdominowany przez azot i tlen.Dlatego przy wysokiej wilgotności gęstość powietrza zmniejsza się z powodu zmniejszonej masy w danej objętości.