Calcolo densità aria
Questo calcolo densità aria fornisce la massa d’aria per metro cubo. A 15 °C e 1013,25 hPa (atmosfera standard) è pari a 1,22501 kg/m³; l’aria calda e umida è un po’ più leggera.
Esempio: Temperatura dell’aria 15 °C · Pressione atmosferica 1013,25 hPa · Umidità relativa 0 % → Risultato: ρ = 1,22501 kg/m³ (densità dell’aria). Fonte: Atmosfera standard ICAO (15 °C, 1013,25 hPa, 1,225 kg/m³); formula di Magnus secondo Alduchov/Eskridge (1996). Aggiornato al: .
Come si calcola
La densità dell’aria è la massa d’aria contenuta in un metro cubo. Dipende da temperatura, pressione e umidità e determina resistenza aerodinamica, portanza delle ali, potenza dei motori e scambio di calore.
Come si calcola
L’aria secca si comporta come un gas ideale: ρ = p / (R·T), con la costante specifica R = 287,05 J/(kg·K) e la temperatura assoluta T in kelvin. Con l’umidità il vapore acqueo si tratta a parte: la sua pressione parziale pv è l’umidità relativa per la pressione di vapore saturo ps (formula di Magnus). Allora ρ = (p − pv) / (R_d·T) + pv / (R_v·T) con R_v = 461,495 J/(kg·K).
Esempio
Atmosfera standard: 15 °C, 1013,25 hPa, aria secca. T = 288,15 K, quindi ρ = 101325 / (287,05 · 288,15) = 1,22501 kg/m³ (pari a 0,076475 lb/ft³). A 25 °C e 60 % di umidità relativa, ps = 31,6174 hPa e pv = 18,9704 hPa; la densità scende a 1,17555 kg/m³ contro 1,18393 kg/m³ dell’aria secca, circa il 0,7 % in meno.
- Il vapore acqueo (18 g/mol) è più leggero dell’aria (29 g/mol): per questo l’aria umida è meno densa.
- Ogni 10 K di riscaldamento riducono la densità di circa il 3,5 % a pressione costante.
- Il calcolo usa la pressione di stazione; i bollettini meteo riportano di solito la pressione ridotta al livello del mare.
Domande frequenti
Quanto vale la densità dell’aria a livello del mare?
Nell’atmosfera standard (15 °C, 1013,25 hPa, aria secca) è 1,22501 kg/m³, arrotondata 1,225 kg/m³.
Perché l’aria umida è meno densa di quella secca?
Le molecole d’acqua (18 g/mol) prendono il posto di molecole più pesanti di azoto e ossigeno (28 e 32 g/mol). A 25 °C e 60 % di umidità la differenza è di circa il 0,7 %.
Quale pressione devo inserire?
La pressione reale del luogo. Diminuisce con la quota: a circa 1000 m è di circa 900 hPa e la densità cala di conseguenza.
Fonti e riferimenti normativi
- Atmosfera standard ICAO (15 °C, 1013,25 hPa, 1,225 kg/m³); formula di Magnus secondo Alduchov/Eskridge (1996)
- Wikipedia – Dichte der Luft (densità dell'aria)
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