Mật độ không khí ρ (tiếng Hy Lạp: rho) (mật độ không khí) là khối lượng trên một đơn vị thể tích khí quyển của trái đất. Mật độ không khí, như áp suất không khí, giảm với độ cao ngày càng tăng. Nó cũng thay đổi với sự thay đổi về nhiệt độ và độ ẩm. Ở mực nước biển và ở 15 ° C, không khí có mật độ xấp xỉ 1.225 kg / m3 (1.225 x10-3 g / cm3, 0.0023769 sên / 0.0765 lb / ft) theo ISA (Khí quy ước Quốc tế ).
Mật độ không khí là tài sản được sử dụng trong nhiều ngành khoa học, kỹ thuật và công nghiệp, bao gồm hàng không, phân tích trọng lượng, ngành công nghiệp điều hòa không khí ; nghiên cứu khí quyển và khí tượng học; kỹ thuật nông nghiệp (mô hình hoá và theo dõi các mô hình Soil-Vegetation-Atmosphere Transfer (SVAT)), và cộng đồng kỹ thuật khí nén.
Mật độ tính toán không khí
Tùy thuộc vào dụng cụ đo được sử dụng, có thể áp dụng các bộ phương trình khác nhau để tính mật độ không khí. Không khí là hỗn hợp của khí và tính toán luôn luôn đơn giản hóa, ở mức độ lớn hơn hoặc nhỏ hơn, tính chất của hỗn hợp.
Mật độ của các biến không khí
Nhiệt độ và áp suất
Mật độ không khí khô có thể được tính toán bằng cách sử dụng luật khí lý tưởng, thể hiện dưới dạng nhiệt độ và áp suất:
Độ ẩm (hơi nước)
Bài chi tiết: Độ ẩm
Việc bổ sung hơi nước vào không khí (làm cho không khí ẩm) làm giảm mật độ không khí, có thể lúc đầu có vẻ ngược trực quan. Điều này xảy ra vì khối lượng mol của nước (18 g / mol) nhỏ hơn khối lượng mol của không khí khô (lưu ý 2) (khoảng 29 g / mol). Đối với bất kỳ khí nào, tại một nhiệt độ nhất định và áp lực, số lượng các phân tử hiện diện là hằng số đối với một thể tích nhất định (xem Luật của Avogadro). Vì vậy, khi các phân tử nước (hơi nước) được thêm vào một thể tích không khí nhất định, các phân tử không khí khô phải giảm theo cùng số lượng, để giữ cho áp suất hoặc nhiệt độ tăng lên. Do đó khối lượng trên một đơn vị khối lượng của khí (mật độ của nó) giảm.
Mật độ không khí ẩm có thể được tính toán bằng cách xử lý nó như một hỗn hợp khí lý tưởng. Trong trường hợp này, áp lực riêng của hơi nước được gọi là áp suất hơi. Sử dụng phương pháp này, sai số trong tính toán mật độ nhỏ hơn 0,2% trong khoảng từ -10 ° C đến 50 ° C. Mật độ không khí ẩm được tìm thấy bằng cách:
| Gas (and others) | Volume by various[15][▽note 2] | Volume by CIPM-2007[16] | Volume by ASHRAE[17] | ▼
Tap this text to expand or collapse the table ▲ |
||||
| ppmv[▽note 3] | percentile | ppmv | percentile | ppmv | percentile | |||
| Nitrogen | (N2) | 780,800 | (78.080%) | 780,848 | (78.0848%) | 780,818 | (78.0818%) | |
| Oxygen | (O2) | 209,500 | (20.950%) | 209,390 | (20.9390%) | 209,435 | (20.9435%) | |
| Argon | (Ar) | 9,340 | (0.9340%) | 9,332 | (0.9332%) | 9,332 | (0.9332%) | |
| Carbon dioxide | (CO2) | 397.8 | (0.03978%) | 400 | (0.0400%) | 385 | (0.0385%) | |
| Neon | (Ne) | 18.18 | (0.001818%) | 18.2 | (0.00182%) | 18.2 | (0.00182%) | |
| Helium | (He) | 5.24 | (0.000524%) | 5.2 | (0.00052%) | 5.2 | (0.00052%) | |
| Methane | (CH4) | 1.81 | (0.000181%) | 1.5 | (0.00015%) | 1.5 | (0.00015%) | |
| Krypton | (Kr) | 1.14 | (0.000114%) | 1.1 | (0.00011%) | 1.1 | (0.00011%) | |
| Hydrogen | (H2) | 0.55 | (0.000055%) | 0.5 | (0.00005%) | 0.5 | (0.00005%) | |
| Nitrous oxide | (N2O) | 0.325 | (0.0000325%) | 0.3 | (0.00003%) | 0.3 | (0.00003%) | |
| Carbon monoxide | (CO) | 0.1 | (0.00001% ) | 0.2 | (0.00002%) | 0.2 | (0.00002%) | |
| Xenon | (Xe) | 0.09 | (0.000009%) | 0.1 | (0.00001%) | 0.1 | (0.00001%) | |
| Nitrogen dioxide | (NO2) | 0.02 | (0.000002%) | – | – | – | – | |
| Iodine | (I2) | 0.01 | (0.000001%) | – | – | – | – | |
| Ammonia | (NH3) | trace | trace | – | – | – | – | |
| Sulphur dioxide | (SO2) | trace | trace | – | – | – | – | |
| Ozone | (O3) | 0.02 to 0.07[▽note 4] | (2 to 7×10−6%)[▽note 4] | – | – | – | – | |
| Trace to 30 ppm [▽note 6] | (—-) | – | – | – | – | 2.9 | (0.00029%) | |
| Dry air total | (air) | 1,000,065.265 | (100.0065265%) | 999,997.100 | (99.9997100%) | 1,000,000.000 | (100.0000000%) | |