空気密度に影響する要因は何ですか？

密度は、特定の空間内の材料の質量の測定値です。 固体の場合、環境が変化しても密度は一定のままです。 金の延べ棒の密度は、海面、海中、エベレスト山頂で同じです。 空気などの気体の場合、密度は圧力、温度、湿度の変化の影響を受けます。 空気密度の変化は、オブジェクトの動きやすさを変更し、健康上の問題を引き起こす可能性さえあります。

空気は、窒素、酸素、およびその他の微量ガスの混合物です。 これらのガスの分子は通常、急速に動き、互いに跳ね返ります。 温度、圧力、または湿度が変化せずに環境が一定である場合、所定の空間内の空気の質量は安定したままです。 一般に1立方メートルあたりのキログラムで与えられる空気密度の値は、直接測定されるのではなく計算されます。

気圧の増減は、空気の密度に影響を与える可能性があります。 気圧の変化の2つの主な理由は、高度と気象システムです。 これらのうち、高度が最も重要です。

ほとんどの場合、空気圧が高くなると空気は密度が高くなります。 追加の圧力は、空気分子を強制的に近づけ、所定の体積でより多くの質量をもたらします。 高度が高くなると、空気圧が低下します。空気分子を押し付ける圧力が低くなります。 この空気密度の低下は、高地の登山者が呼吸をするときに酸素が少なくなることを意味します。 肺には同じ容積が含まれていますが、空気密度が低いということは、空間内の酸素が少ないことを意味します。

温度は、空気の密度に影響を与える可能性があるもう1つの主要な要因です。 温度が上昇すると、空気分子はより速く動き、さらに離れて跳ね返ります。 したがって、温度が高いと空気密度が低くなります。 空気が密になると、空気中を移動するオブジェクトに抵抗が生じます。 たとえば、暑い日に山の頂上にあるゴルフコースで打ったゴルフボールは、寒い日に海面で打つよりも遠くに行きます。 高高度で見られる高温と低気圧が組み合わさって、空気密度が低下します。

比較的小さな影響ではありますが、大気中の湿度または水分量も空気の密度を変化させる可能性があります。 驚くべきことに、空気中の水分が多いほど、空気密度が低くなります。 分子の数は一定であるため、水分子の数が増加すると、窒素および酸素分子の数は減少しなければなりません。 水の分子量は、重量が窒素と酸素に支配されている乾燥空気の分子量よりもはるかに低いです。 したがって、高湿度では、所定の体積内の質量が減少するため、空気密度が低下します。