luftdensitet

Luftdensitet er Massens koncentration i en given volumen luft. Den bestemmes som masse pr. volumen, normalt målt i kilogram pr. kubikmeter (kg/m³). Luftdensitet er en vigtig egenskab i meteorologi, aerodynamik og ingeniørvidenskab, fordi den påvirker flyvehastigheder, løft, modstand og termisk udnyttelse af luft.

Luftdensitet kan beregnes ud fra tryk, temperatur og sammensætning via den ideelle gas-lov. To almindelige former er ρ = p/MRT eller ρ = p/(R_specific T), hvor ρ er densitet, p er tryk, T er temperatur i kelvin, M er den gennemsnitlige molare masse, og R er den universelle gaskonstant. For tør luft er R_specific cirka 287,05 J/(kg·K), og molarmassen M ≈ 0,02897 kg/mol. Anvendt under standardforhold giver dette en densitet omkring 1,225 kg/m³ ved havniveau og 15 °C.

Hvis luftens sammensætning ændrer sig, påvirkes densiteten også. Fugtighed (vanddamp i luften) sænker densiteten en smule, fordi vanddamp har lavere molekylmasse end tør luft. Tryk og temperatur har den største effekt; ændringer i højden/atmosfærens lag fører til store ændringer i densitet: den aftager generelt med stigende højde.

Standardværdier og ekstreme forhold: ved havniveau og cirka 15 °C ligger luftdensiteten omkring 1,225 kg/m³ for tør luft; i den nederste del af troposfæren ligger densiteten ved lavere højder højere og falder med højden, og ved omkring 11 km er den cirka 0,36–0,37 kg/m³.

Anvendelser og måling: Luftdensitet bruges i beregninger af flyvepræstationer, klimamodeller og energianlæg. Den måles direkte med sensorer eller beregnes fra meteorologiske tabeller og standard-atmosfæren baseret på målt tryk, temperatur og fugtighed.