Воздух — это смесь азота и кислорода. В состав воздуха входит примерно 80% азота и 20% кислорода.
Из всего многообразия воздуха можно выделить следующие параметры, такие как давление, температура и плотность.
Давление
Давление – это сила, действующая на единицу площади и перпендикулярна ей. Обычно ее записывают с помощью буквы (P), измеряется в кг/м2, кг/см2 (или отношение массы на единицу площади).
Атмосферным давлением называется давление, которое вызывается весом вышележащих слоев воздуха и ударами его хаотически движущихся молекул. За единицу такого давления берут [атм]. Если сказать словами, то это давление, равное одному килограмму силы на один квадратный сантиметр (кгс/см2). Обозначается Ратм.
Барометрическое давление представляет из себя давление, которое измерили в миллиметрах ртутного столба. Оно обозначается буквой В, на уровне моря - Во. Стандартное барометрическое давление колеблется от 700 до 800 мм рт. ст. и в среднем равно 760 мм.рт.ст. и может колебаться в этих пределах в зависимости от температуры и влажности.
Перевод давления из размерности мм рт. ст. в кгс/см2 производится по формуле:
Температура
Температура - величина, показывающая степень теплового состояния тела или скорость хаотического движения молекул. Другими словами, можно сказать, что чем выше температура, тем больше скорость их движения, и наоборот.
Температуру воздуха можно измерять по двум шкалам: Цельсия и абсолютной шкале Кельвина. За нуль градусов по шкале Цельсия принято считать температуру таяния льда, а за 100° - температуру кипения воды при атмосферном давлении, равном 760 мм рт. ст.
При заданной температуре воздуха у земли, мы имеем возможность посчитать температуру воздуха в тропосфере с использованием данной нам высоты.
Также существует еще и абсолютная температура.
Температуру от абсолютного нуля по шкале Кельвина называют абсолютной температурой. За единицу Кельвинов (К) принята температура остановки теплового передвижения молекул, которая составляет -273°С. При известной температуре воздуха по шкале Цельсия можно рассчитать абсолютную, используя формулу:
Плотность
Плотность воздуха — это количество воздуха в 1 м3 объема. В физике различают несколько видов плотности, а именно весовая (удельный вес) и массовая. В аэродинамике чаще всего пользуются массовой плотностью. Все же уточняем, что весовая плотность — это вес воздуха в объеме 1 м3. Обозначается такой буквой:
Вес воздуха G-величина непостоянная и изменяется в зависимости от географической широты и силы инерции, возникающей от вращения Земли вокруг своей оси.
Массовая плотность воздуха — это масса воздуха в объеме 1 м^3. Обозначается греческой буквой р. Масса тела -величина постоянная.
Согласно второму закону Ньютона, определим, что масса воздуха равна его весу, деленному на ускорение силы тяжести:
Массовая плотность воздуха (в кгс^2/м^4) равна:
Зная это соотношение, легко определить, что массовая плотность воздуха при стандартных атмосферных условиях равна: