| Havo zichligi | |
|---|---|
 |
|
| Hajmi | L -3 M |
| O'lchov birliklari | |
| SI | kg/m³ |
| SGS | g/sm³ |
| Eslatmalar | |
| skalyar miqdor | |
Havo zichligi — tabiiy sharoitlarda Yer atmosferasi gazining birlik hajmidagi massasi yoki havoning solishtirma massasi. Havo zichligi bosim, harorat va namlikka bog'liq funksiya hisoblanadi. Odatda Xalqaro standart atmosfera bo'yicha dengiz sathidagi standart havo zichligi qiymati sifatida 1,2255 kg/m³ qabul qilinadi, bu 15°C harorat va 101 330 Pa bosimda quruq havoning zichligiga mos keladi.
Ideal gaz modeli doirasidagi o'zaro bog'liqliklar
Harorat, bosim va zichlik
Quruq havoning zichligi berilgan harorat va bosimda ideal gaz uchun Mendeleyev-Klapeyron tenglamasi yordamida hisoblanishi mumkin:
Bu yerda:
- ρ — havo zichligi
- M — molyar massa (quruq havo uchun 29 g/mol)
- p — mutlaq bosim
- R — universal gaz doimiysi
- T — kelvin bo'yicha mutlaq harorat
Shunday qilib, o'rniga qo'yish orqali quyidagilarni olamiz:
- Nazariy va amaliy kimyo xalqaro ittifoqining standart atmosferasida (0°C harorat, 100 kPa bosim, nol namlik) havo zichligi 1,2754 kg/m³;
- 20°C, 101,325 kPa va quruq havoda atmosfera zichligi 1,2041 kg/m³ ni tashkil etadi.
Quyidagi jadvalda haroratga qarab (bosim 101,325 kPa ga teng deb olingan) tegishli elementar formulalar asosida hisoblangan havoning turli parametrlari berilgan.
| Dengiz sathida haroratning havo xususiyatlariga ta'siri | |||
|---|---|---|---|
| Harorat | Ovoz tezligi | Klapeyron tenglamasidan havo zichligi | Akustik qarshilik |
s , °S | c , m/s | r , kg/m³ | Z , N s/m³ |
| +35 | 351,96 | 1,1455 | 403.2 |
| +30 | 349.08 | 1,1644 | 406.5 |
| +25 | 346.18 | 1,1839 | 409.4 |
| +20 | 343.26 | 1,2041 | 413.3 |
| +15 | 340.31 | 1,2250 | 416,9 |
| +10 | 337.33 | 1,2466 | 420.5 |
| +5 | 334.33 | 12690 | 424.3 |
| 0 | 331.30 | 12920 | 428,0 |
| -5 | 328.24 | 1,3163 | 432.1 |
| -10 | 325.16 | 1,3413 | 436.1 |
| -15 | 322.04 | 13673 | 440.3 |
| -20 | 318.89 | 1,3943 | 444.6 |
| -25 | 315,72 | 1,4224 | 449.1 |
Havo namligining ta'siri
Namlik deganda havoda gazsimon suv bug'ining mavjudligi tushuniladi, uning parsial bosimi berilgan atmosfera sharoitlari uchun to'yingan bug' bosimidan oshmaydi. Havoga suv bug'ining qo'shilishi uning zichligini kamayishiga olib keladi, bu suvning past molyar massasi (18 g/mol) quruq havoning molyar massasiga (~29 g/mol) nisbatan kam bo'lishi bilan tushuntiriladi. Nam havo ideal gazlar aralashmasi sifatida qaralganda, ularning har birining zichliklarining kombinatsiyasi aralashma uchun kerakli qiymatni olish imkonini beradi. Bunday talqin -10 dan +50°C gacha harorat oralig'ida 0,2% dan kam nisbiy xatolik bilan zichlik qiymatini aniqlash imkonini beradi va quyidagicha ifodalanishi mumkin:
Bu yerda:
- ρh — nam havo zichligi (kg/m³)
- pd — quruq havoning parsial bosimi (Pa)
- Rd — quruq havo uchun gaz doimiysi (287,058 J/kg·K)
- T — harorat (K)
- pv — suv bug'ining bosimi (Pa)
- Rv — bug' uchun doimiy (461,495 J/kg·K)
Suv bug'ining bosimi nisbiy namlikdan kelib chiqib aniqlanishi mumkin:
Bu yerda:
- pv — suv bug'ining bosimi
- φ — nisbiy namlik
- psat — to'yingan bug'ning parsial bosimi
To'yingan bug'ning parsial bosimi quyidagi soddalashtirilgan ifoda ko'rinishida tasvirlanishi mumkin:
Bu millibarda natija beradi.
Quruq havoning bosimi ayirma bilan aniqlanadi:
Bu yerda p ko'rilayotgan sistemaning mutlaq bosimini bildiradi.
Troposferada dengiz sathi ustidagi balandlikning ta'siri
Ma'lum balandlikda troposferada havo zichligini hisoblash uchun (formula 20 km dan kam balandliklar uchun to'g'ri) quyidagi parametrlar ishlatilishi mumkin (atmosfera parametrlarida standart atmosfera uchun qiymat ko'rsatilgan):
- dengiz sathida standart atmosfera bosimi — p₀ = 101 325 Pa;
- dengiz sathida standart harorat — T₀ = 288,15 K;
- Yer yuzasi ustidagi erkin tushish tezlanishi — g = 9,80665 m/s² (ushbu hisoblashlarda balandlikka bog'liq bo'lmagan kattalik deb hisoblanadi);
- troposferada harorat gradientining vertikal komponentasining o'rtacha qiymati (Standart atmosfera ga qarang) — L = -0,0065 K/m (gradient oldidagi minus belgisi haroratning balandlik bilan kamayishini bildiradi. Biroq atmosferada harorat gradientining musbat qiymatlari bor hududlar mavjud: 35 dan 53 km gacha balandliklarda, shuningdek 80 km dan yuqorida);
- universal gaz doimiysi — R = 8,31447 J/mol·K;
- quruq havoning molyar massasi — M = 0,0289644 kg/mol.
Troposfera uchun (ya'ni haroratning chiziqli kamayish hududi — bu yerda ishlatiladigan troposferaning yagona xususiyati) dengiz sathi ustidagi h balandlikda harorat quyidagi formula bilan berilishi mumkin:
T = T₀ + L·h
h balandlikdagi bosim:
U holda zichlik ushbu balandlikka mos harorat va bosimni formulaga o'rniga qo'yish orqali hisoblanishi mumkin:
Ushbu uchta formula (harorat, bosim va zichlikning balandlikka bog'liqligi) o'ng tomonda keltirilgan grafiklar qurish uchun ishlatilgan. Grafiklar normallashtirilgan — parametrlarning xatti-harakatining umumiy ko'rinishini ko'rsatadi. To'g'ri hisoblashlar uchun "nol" qiymatlarni har safar tengiz sathida hozirgi paytdagi tegishli asboblar (termometr va barometr) ko'rsatkichlariga mos ravishda o'rniga qo'yish kerak.
