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Quelle est la densité de l'air chez STP?

Quelle est la densité de l'air chez STP?

Quelle est la densité de l'air à STP? Afin de répondre à la question, vous devez comprendre ce qu'est la densité et comment STP est défini.

Points à retenir: Densité d’air à STP

  • La valeur de la densité de l'air en STP (Standard Temperature and Pressure) dépend de la définition de STP. La définition de la température et de la pression n'étant pas standard, la valeur dépend de ceux que vous consultez.
  • L’ISA ou l’atmosphère standard internationale indique que la densité de l’air est de 1,225 kg / m3 au niveau de la mer et à 15 degrés C.
  • L'IUPAC utilise une densité de l'air de 1,2754 kg / m3 à 0 ° C et de 100 kPa pour l'air sec.
  • La densité est influencée non seulement par la température et la pression, mais également par la quantité de vapeur d'eau dans l'air. Ainsi, les valeurs standard ne sont qu’une approximation.
  • La loi des gaz parfaits peut être utilisée pour calculer la densité. Encore une fois, le résultat obtenu n’est qu’une approximation plus précise aux valeurs de température et de pression basses.

La densité de l'air est la masse volumique des gaz atmosphériques. Il est désigné par la lettre grecque rho, ρ. La densité de l'air, ou sa légèreté, dépend de la température et de la pression de l'air. Typiquement, la valeur donnée pour la densité de l'air est en STP (température et pression standard).

STP correspond à une atmosphère de pression à 0 degré C. Comme il s'agirait d'une température de gel au niveau de la mer, l'air sec est moins dense que la valeur citée la plupart du temps. Cependant, l'air contient généralement beaucoup de vapeur d'eau, ce qui le rendrait plus dense que la valeur citée.

La densité des valeurs d'air

La densité de l'air sec est de 1,29 gramme par litre à une pression barométrique moyenne au niveau de la mer (29,92 pouces de mercure ou 760 millimètres).

  • Au niveau de la mer et à 15 degrés Celsius, la densité de l'air est de 1.225 kg / m3. C'est la valeur de l'ISA (atmosphère standard internationale). Dans les autres unités, cela correspond à 1225,0 g / m3, 0,0023769 slug / (pied cube) ou 0,0765 lb / (pied cube).
  • Le standard IUPAC de température et de pression (0 ° C et 100 kPa) utilise une densité d’air sec de 1,2754 kg / m3.
  • À 20 ° C et 101,325 kPa, la densité de l'air sec est de 1,2041 kg / m3.
  • À 70 degrés F et 14,696 psi, la densité de l'air sec est de 0.074887 lbm / ft3.

Effet de l'altitude sur la densité

La densité de l'air diminue à mesure que vous gagnez de l'altitude. Par exemple, l'air est moins dense à Denver qu'à Miami. La densité de l'air diminue à mesure que vous augmentez la température, à condition que le volume du gaz puisse changer. À titre d'exemple, l'air devrait être moins dense lors d'une chaude journée d'été que lors d'une froide journée d'hiver, à condition que les autres facteurs restent les mêmes. Un autre exemple serait une montgolfière menant dans une atmosphère plus froide.

STP contre NTP

Bien que le STP soit la température et la pression standard, peu de processus mesurés se produisent lorsqu'il gèle. Pour les températures ordinaires, une autre valeur commune est NTP, qui signifie température et pression normales. NTP est défini comme air à 20 degrés C (293,15 K, 68 degrés F) et 1 atm (101,325 kN / m2, 101,325 kPa) de pression. La densité moyenne de l'air au NTP est de 1,204 kg / m3 (0,075 livres par pied cube).

Calculer la densité de l'air

Si vous devez calculer la densité de l'air sec, vous pouvez appliquer la loi des gaz parfaits. Cette loi exprime la densité en fonction de la température et de la pression. Comme toutes les lois sur les gaz, il s’agit d’une approximation en ce qui concerne les gaz réels, mais elle est très bonne à des pressions et températures basses (ordinaires). L'augmentation de la température et de la pression ajoute une erreur au calcul.

L'équation est la suivante:

ρ = p / RT

où:

  • ρ est la densité de l'air en kg / m3
  • p est la pression absolue en Pa
  • T est la température absolue en K
  • R est la constante de gaz spécifique pour l'air sec en J / (kg · K) ou est égale à 287,058 J / (kg · K).

Sources

  • Kidder, Frank E. "Manuel des architectes et des constructeurs Kidder-Parker, Données pour les architectes, les ingénieurs en gros oeuvre, les entrepreneurs et les dessinateurs." Harry Parker, Couverture rigide, Douzième tirage de la 18e édition, John Wiley & Sons, 1949.
  • Lewis Sr., Richard J. "Dictionnaire chimique condensé de Hawley." 15ème édition, Wiley-Interscience, 29 janvier 2007.