Oblicz gęstość wilgotnego powietrza.
Gęstość powietrza określa, jak "ciężkie" lub gęste jest powietrze. Ciepłe i wilgotne powietrze jest w rzeczywistości lżejsze, dlatego balony na ogrzane powietrze się unoszą!
Model mieszaniny gazów doskonałych. Standard (15°C, 0% RH, 101325 Pa): 1.2250 kg/m³.
Wprowadź temperaturę termometru suchego, wilgotność względną i miejscowe ciśnienie barometryczne w paskalach (pole jest wstępnie wypełnione wartością standardową na poziomie morza: 101 325 Pa). Narzędzie dzieli ciśnienie całkowite na cząstkowe ciśnienia suchego powietrza i pary wodnej, a następnie wyznacza mieszaninę gazu doskonałego ρ = (P_d·M_d + e·M_v) / (R·T) z masami molowymi 0,028964 kg/mol dla suchego powietrza i 0,018016 kg/mol dla pary wodnej.
Ponieważ cząsteczka wody jest lżejsza od cząsteczek azotu i tlenu, które wypiera, zwiększenie wilgotności przy stałej temperaturze i ciśnieniu nieznacznie obniża gęstość. Temperatura i ciśnienie są czynnikami dominującymi: suche powietrze w 20 °C na poziomie morza daje około 1,204 kg/m³, a wartość spada wraz ze wzrostem temperatury lub spadkiem ciśnienia.
Aby uwzględnić wysokość, wprowadź rzeczywiste ciśnienie stacyjne lokalizacji zamiast domyślnej wartości na poziomie morza — obniżone ciśnienie na wysokości bezpośrednio zmniejsza obliczoną gęstość. Dobór wentylatorów, wymiarowanie kanałów i obliczenia aerodynamiczne — wszystkie zależą od lokalnej gęstości powietrza, ponieważ przemieszczenie tej samej masy powietrza w rzadszym powietrzu wymaga większego przepływu objętościowego.
Wraz ze wzrostem wysokości ciśnienie atmosferyczne maleje, co powoduje spadek gęstości powietrza. Rzadsze powietrze wymaga większych wentylatorów lub kanałów, aby przemieścić tę samą masę powietrza.
Wbrew intuicji wilgotne powietrze jest mniej gęste (lżejsze) niż suche przy tej samej temperaturze i ciśnieniu, ponieważ cząsteczki wody są lżejsze od cząsteczek azotu i tlenu.
Standardową gęstość powietrza zwykle definiuje się jako 1,204 kg/m³ w temperaturze 20°C (68°F) na poziomie morza przy wilgotności względnej 0%.
Gęstość powietrza bezpośrednio wpływa na siłę nośną i opór. Samolot zachowuje się zupełnie inaczej w gorący, wilgotny dzień na dużej wysokości (niska gęstość) niż w zimny, suchy dzień na poziomie morza (wysoka gęstość).