Welche Faktoren beeinflussen die Luftdichte?

Dichte ist die Messung der Masse eines Materials in einem bestimmten Raumvolumen. Für eine solide bleibt die Dichte konstant, selbst wenn sich die Umgebung ändert. Die Dichte einer goldenen Bar ist auf Meereshöhe, unter dem Ozean und auf der Spitze des Mount Everest gleich. Bei einem Gas wie Luft wird die Dichte durch Druckveränderungen, Temperaturen und Luftfeuchtigkeit beeinflusst. Änderungen der Luftdichte können ändern, wie leicht sich ein Objekt bewegt und sogar gesundheitliche Probleme verursachen kann.

Luft ist eine Mischung aus Stickstoff, Sauerstoff und anderen Spurengasen. Die Moleküle dieser Gase bewegen sich typischerweise schnell und hüpfen voneinander ab. Wenn die Umgebung ohne Temperatur-, Druck- oder Feuchtigkeitsänderungen konstant ist, bleibt die Luftmasse in einem bestimmten Raumvolumen stabil. Der Wert der Luftdichte, der im Allgemeinen in Kilogramm pro Kubikmeter angegeben ist, wird eher berechnet als direkt gemessen. Die beiden Hauptgründe für den Luftdruck sindHöhen- und Wettersysteme. Von diesen ist die Höhe am bedeutendsten.

zum größten Teil wird Luft dichter mit zunehmender Luftdruck. Der zusätzliche Druck erzwingt die Luftmoleküle näher zusammen, was zu mehr Masse im angegebenen Volumen führt. Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck ab: Es gibt weniger Druck, der die Luftmoleküle zusammenschiebt. Diese Abnahme der Luftdichte bedeutet, dass ein Bergkletterer in großen Höhen weniger Sauerstoff bekommt, wenn er Luft einsetzt. Die Lungen enthalten das gleiche Volumen, aber die niedrigere Luftdichte bedeutet, dass weniger Sauerstoff im Raum ist.

Temperatur ist der andere Hauptfaktor, der sich auf die Luftdichte auswirken kann. Wenn die Temperatur zunimmt, bewegen sich Luftmoleküle schneller und springen weiter voneinander ab. Daher führen höhere Temperaturen zu einer geringeren Luftdichte. Wenn Luft dichter ist, schafft sie den Widerstand auf Objekte, die sich durch sie bewegen. Zum Beispiel aGolfball traf an einem heißen Tag auf einem Golfplatz auf einem Berg weiter als an einem kalten Tag auf Meereshöhe. Die hohe Temperatur und der niedrigere Luftdruck in hohen Höhen sind zusammen, um die Luftdichte zu senken.

Obwohl ein relativ geringfügiger Effekt, kann die Luftfeuchtigkeit oder Feuchtigkeitsmenge in der Atmosphäre auch die Luftdichte verändern. Überraschenderweise führt die Luft in der Luft zu einer geringeren Luftdichte. Da die Anzahl der Moleküle konstant ist, muss die Anzahl der Wassermoleküle die Anzahl der Stickstoff- und Sauerstoffmoleküle erhöhen. Das Molekulargewicht von Wasser ist viel niedriger als das von trockener Luft, dessen Gewicht von Stickstoff und Sauerstoff dominiert wird. Bei hoher Luftfeuchtigkeit nimmt daher die Luftdichte aufgrund der verringerten Masse in einem gegebenen Volumen ab.