¿Cuál es la densidad del aire en STP?

Conclusiones clave: densidad del aire en STP

  • El valor de la densidad del aire en STP ( temperatura y presión estándar ) depende de la definición de STP. La definición de temperatura y presión no es estándar, por lo que el valor depende de a quién consulte.
  • La ISA o atmósfera estándar internacional establece que la densidad del aire es de 1.225 kg / m3 al nivel del mar y 15 grados C.
  • La IUPAC utiliza una densidad de aire de 1.2754 kg / m3 a 0 grados C y 100 kPa para aire seco.
  • La densidad se ve afectada no solo por la temperatura y la presión, sino también por la cantidad de vapor de agua en el aire. Por lo tanto, los valores estándar son solo una aproximación.
  • La ley de los gases ideales se puede utilizar para calcular la densidad. Una vez más, el resultado es solo una aproximación que es más precisa a valores bajos de temperatura y presión. 

La densidad del aire es la masa por unidad de volumen de los gases atmosféricos. Se denota con la letra griega rho, ρ. La densidad del aire, o cuán liviano es, depende de la temperatura y la presión del aire. Normalmente, el valor dado para la densidad del aire está en STP (temperatura y presión estándar).

STP es una atmósfera de presión a 0 grados C. Dado que esta sería una temperatura de congelación al nivel del mar, el aire seco es menos denso que el valor citado la mayor parte del tiempo. Sin embargo, el aire normalmente contiene mucho vapor de agua, lo que lo haría más denso que el valor citado.

La densidad de los valores del aire

La densidad del aire seco es de 1,29 gramos por litro (0,07967 libras por pie cúbico) a 32 grados Fahrenheit (0 grados Celsius) a una presión barométrica promedio al nivel del mar (29,92 pulgadas de mercurio o 760 milímetros).

  • A nivel del mar y a 15 grados C, la densidad del aire es de 1.225 kg / m 3. Este es el valor de la ISA (atmósfera estándar internacional). En otras unidades, esto es 1225.0 g / m 3, 0.0023769 slug / (pies cúbicos) o 0.0765 lb / (pies cúbicos). 
  • El estándar de temperatura y presión de la IUPAC (0 grados C y 100 kPa ), utiliza una densidad de aire seco de 1.2754 kg / m 3. 
  • A 20 grados C y 101,325 kPa, la densidad del aire seco es de 1,2041 kg / m 3.
  • A 70 grados F y 14.696 psi, la densidad del aire seco es 0.074887 lbm / ft 3.

Efecto de la altitud sobre la densidad

La densidad del aire disminuye a medida que gana altura. Por ejemplo, el aire es menos denso en Denver que en Miami. La densidad del aire disminuye a medida que aumenta la temperatura, siempre que se permita que cambie el volumen del gas. Por ejemplo, se esperaría que el aire fuera menos denso en un día caluroso de verano que en un día frío de invierno, siempre que otros factores sigan siendo los mismos. Otro ejemplo de esto sería un globo de aire caliente que se eleva a una atmósfera más fría.

STP frente a NTP

Si bien STP es temperatura y presión estándar, no ocurren muchos procesos medidos cuando está congelando. Para temperaturas ordinarias, otro valor común es NTP, que significa temperatura y presión normales. NTP se define como aire a 20 grados C (293,15 K, 68 grados F) y 1 atm (101,325 kN / m 2 , 101,325 kPa) de presión. La densidad promedio del aire en NTP es 1.204 kg / m 3 (0.075 libras por pie cúbico).

Calcule la densidad del aire

Si necesita calcular la densidad del aire seco, puede aplicar la ley de los gases ideales. Esta ley expresa la densidad en función de la temperatura y la presión. Como todas las leyes de los gases, es una aproximación en lo que respecta a los gases reales, pero es muy buena a presiones y temperaturas bajas (ordinarias). El aumento de temperatura y presión agrega error al cálculo.

La ecuación es:

ρ = p / RT

donde:

  • ρ es la densidad del aire en kg / m 3
  • p es la presión absoluta en Pa
  • T es la temperatura absoluta en K
  • R es la constante de gas específica para aire seco en J / (kg · K) o es 287.058 J / (kg · K).

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