Ilman tiheyden laskuri

Laske kuivan ilman tiheys lämpötilan ja ilmanpaineen perusteella ideaalikaasun tilanyhtälöstä ρ = p / (R·T).

Ilman olosuhteet

Syötä lämpötila ja ilmanpaine. Laskuri käyttää ideaalikaasulakia ρ = p / (R · T).

Tilanteita:

Tulokset

  • Tulosta
  • Linkitä

    • Ilman tiheyden laskuri – ρ = p/(R·T)

    Ilman tiheyden laskurilla selvität, kuinka tiheää ilma on annetussa lämpötilassa ja paineessa. Ilman tiheys vaikuttaa muun muassa ilmanvastukseen, nosteeseen ja sääilmiöihin. Syötä lämpötila ja ilmanpaine, niin laskuri laskee kuivan ilman tiheyden ideaalikaasun tilanyhtälöstä. Laskuri sopii lukion fysiikan termodynamiikan ja kaasujen tehtäviin sekä käytännön sovelluksiin.

    Ilman tiheyden kaava

    Ideaalikaasun tilanyhtälöstä saadaan kaasun tiheys:

    ρ = p / (R · T)

    Tässä ρ on tiheys (kg/m³), p paine (Pa), R kuivan ilman ominaiskaasuvakio 287,05 J/(kg·K) ja T absoluuttinen lämpötila (K). Tiheys on suoraan verrannollinen paineeseen ja kääntäen verrannollinen lämpötilaan.

    Lämpötilan muunto kelvineiksi

    Kaavassa lämpötilan on oltava kelvineinä:

    T (K) = t (°C) + 273,15

    Esimerkiksi 20 °C vastaa 293,15 K. Celsiusasteita ei voi käyttää suoraan, koska kaasulaki vaatii absoluuttisen lämpötilan.

    Vaiheittainen esimerkki

    Lasketaan ilman tiheys lämpötilassa 20 °C ja paineessa 1013 hPa.

    Samassa paineessa mutta 0 °C:ssa tiheys olisi noin 1,292 kg/m³ – kylmä ilma on selvästi tiheämpää.

    Tiheyteen vaikuttavat tekijät

    Yksiköt

    Anna lämpötila celsiusasteina ja paine hehtopascaleina; laskuri muuntaa lämpötilan kelvineiksi ja paineen pascaleiksi. Tällöin tiheys tulee kilogrammoina kuutiometriä kohti. Normaali ilmakehän paine merenpinnan tasolla on noin 1013 hPa eli 101 325 Pa.

    Yleisiä virheitä

    Lukion fysiikan konteksti

    Ilman tiheys johdetaan ideaalikaasun tilanyhtälöstä, joka on lukion fysiikan termodynamiikan keskeinen laki. Kun yleinen kaasulaki pV = nRT jaetaan tilavuudella ja kirjoitetaan moolimassan avulla, saadaan tiheyden ja paineen yhteys. Ilman tiheys liittyy moneen ilmiöön: nosteeseen, ilmanvastukseen, äänen nopeuteen ja sään muodostumiseen. Aihe havainnollistaa, miten kaasun makroskooppiset suureet – paine, lämpötila ja tiheys – kytkeytyvät toisiinsa.

    Usein kysytyt kysymykset

    Miten ilman tiheys lasketaan?
    Kuivan ilman tiheys lasketaan ideaalikaasun tilanyhtälöstä ρ = p / (R·T), jossa p on paine pascaleina, R = 287,05 J/(kg·K) kuivan ilman ominaiskaasuvakio ja T absoluuttinen lämpötila kelvineinä. Tiheys kasvaa paineen kasvaessa ja pienenee lämpötilan noustessa.
    Mikä on ilman tiheys normaaliolosuhteissa?
    Merenpinnan tasolla, lämpötilassa 20 °C ja paineessa 1013 hPa kuivan ilman tiheys on noin 1,204 kg/m³. Lämpötilassa 0 °C tiheys on suurempi, noin 1,292 kg/m³, koska kylmä ilma on tiheämpää.
    Miksi kylmä ilma on tiheämpää?
    Vakiopaineessa ilman tilavuus pienenee lämpötilan laskiessa, joten sama massa mahtuu pienempään tilaan ja tiheys kasvaa. Tämä on syy siihen, miksi kylmä ilma painuu alas ja lämmin nousee ylös.
    Miten korkeus vaikuttaa ilman tiheyteen?
    Korkeammalla ilmanpaine on pienempi, joten ilma on harvempaa ja tiheys pienenee. Esimerkiksi vuoristossa lentäminen ja hengittäminen ovat vaativampia ohuemman ilman vuoksi. Anna laskuriin korkeudella vallitseva todellinen paine.
    Otetaanko kosteus huomioon?
    Tämä laskuri laskee kuivan ilman tiheyden. Kostea ilma on hieman kuivaa kevyempää, koska vesihöyry on ilmaa kevyempää, mutta ero on tavallisissa olosuhteissa pieni (tyypillisesti alle prosentin). Tarkoissa laskuissa kosteus huomioidaan erikseen.
    Oliko tästä laskurista apua?

    Kokeile näitä laskureita

    MassaprosenttilaskuriMassaprosentti molaarisuudeksiTasapainovakiolaskuriGibbsin energia -laskuriProsenttiyksikkölaskuriKaltevuusprosenttiPaino muilla planeetoillaTehopainosuhteen laskuri

    Linkitä tämä laskuri

    Kopioi koodi ja liitä se omalle sivustollesi.
    Kaikki Raha ja talousPalkka- ja verolaskuritSäästö- ja budjettilaskuritAsumiskustannuslaskuritLaina- ja korkolaskuritSijoitus- ja tuottolaskuritPankki- ja maksulaskuritYritystalouden laskurit
    Kaikki Aika ja päivämäärätNimipäivätPäivälaskuritKalenteri ja viikotJuhlat ja pyhätLomakalenteritAikavyöhykkeetAikajanat ja historia
    Kaikki Auto ja liikkuminenKustannukset ja polttoaineMatka ja aikaRahoitus
    Kaikki Koti ja rakentaminenRakennus ja remonttiEnergia ja sähköBudjetti ja kustannuksetKeittiö ja reseptitPiha ja puutarha
    Kaikki YksikkömuunnoksetPituus ja painoTilavuus ja keittiöLämpö ja energiaData ja teknologiaVaatteet ja kengät
    Kaikki Matematiikka ja tiedePeruslaskentaProsentit ja suhteetMurtoluvut ja desimaalitLukujonot ja peruslaskutaitoGeometria ja muodotFunktiot ja yhtälötDerivoinnit ja integraalitMatriisit ja lineaarialgebraTilastot ja todennäköisyysTrigonometria ja hyperboliset funktiotEdistyneet laskutLukujärjestelmät ja muunnoksetFysiikkaSähkö ja elektroniikkaKemiaTietotekniikka ja data
    Kaikki Arjen hyötytyökalutTeksti ja laskentaAjan ja työn laskuritSatunnaisuusHauskat ja sosiaaliset
    Kaikki Digi- ja koodityökalutKoodausmuuntimetData-formaatitHash-generaattoritLukujärjestelmätVäritKuvat ja tiedostot
    Kaikki Terveys ja kuntoiluPaino ja mittasuhteetRavinto ja energiaLiikunta ja sykeUni ja lepoRaskaus ja hedelmällisyysTestit ja hyvinvointi
    Kaikki Viihde ja vapaa-aikaPelit ja pisteetRakkaus ja horoskoopitLemmikitNimigeneraattorit ja testitAjanhallinta & tapahtumat

    Suositut laskurit

    ALV-laskuri Prosenttilaskuri Asuntolainalaskuri Yleinen lainalaskuri Nettopalkkalaskuri Painoindeksi BMI