Hava yoğunluğunu etkileyen faktörler nelerdir?

Yoğunluk, bir malzemenin kütlesinin belirli bir hacimde ölçülmesidir. Bir katı için ortam değişse bile yoğunluk sabit kalır. Altın çubuğun yoğunluğu deniz seviyesinde, okyanusun altında ve Everest Dağı'nın tepesinde aynıdır. Hava gibi bir gaz için yoğunluk, basınç, sıcaklık ve nemdeki değişikliklerden etkilenir. Hava yoğunluğundaki değişiklikler, bir nesnenin ne kadar kolay hareket edeceğini değiştirebilir ve hatta sağlık sorunlarına neden olabilir.

Hava azot, oksijen ve diğer eser gazların bir karışımıdır. Bu gazların molekülleri tipik olarak birbirlerinden sıçrayan, hızla hareket eder. Ortam sıcaklık, basınç veya nem değişikliği olmadan sabit olduğunda, belirli bir hacimdeki hava kütlesi sabit kalacaktır. Genel olarak metreküp başına kilogram cinsinden verilen hava yoğunluğu değeri doğrudan ölçülmek yerine hesaplanır.

Hava basıncındaki artış veya azalış havanın yoğunluğunu etkileyebilir. Hava basıncındaki değişikliklerin iki ana nedeni irtifa ve hava sistemleridir. Bunlardan irtifa en önemlisidir.

Çoğunlukla, hava basıncı arttıkça hava yoğunlaşır. Ek basınç, hava moleküllerini birbirine yaklaştırır ve verilen hacimde daha fazla kütle oluşturur. Yükseklik arttıkça, hava basıncı düşer: hava moleküllerini bir araya iterek daha az basınç vardır. Hava yoğunluğundaki bu düşüş, yüksek irtifadaki bir dağcıya nefes aldığında daha az oksijen alması anlamına gelir. Akciğerler aynı hacmi içerir, fakat düşük hava yoğunluğu boşlukta daha az oksijen olduğu anlamına gelir.

Sıcaklık, hava yoğunluğunu etkileyebilecek diğer önemli faktördür. Sıcaklık arttığında, hava molekülleri daha hızlı hareket eder ve daha fazla zıplar; bu nedenle, daha yüksek sıcaklıklar düşük hava yoğunluğuna neden olur. Hava yoğunlaştığında, içinde hareket eden cisimler üzerinde sürüklenme yaratır. Örneğin, bir dağın tepesindeki golf sahasında sıcak bir günde vurulan bir golf topu, deniz seviyesinde soğuk bir günde bir vuruştan daha ileriye gidecektir. Yüksek irtifalarda bulunan yüksek sıcaklık ve düşük hava basıncı, hava yoğunluğunu azaltmak için birleşir.

Nispeten küçük bir etkiye sahip olmasına rağmen, atmosferdeki nem veya nem miktarı da havanın yoğunluğunu değiştirebilir. Şaşırtıcı bir şekilde, havada daha fazla nem olması, hava yoğunluğunun düşmesine neden olur. Moleküllerin sayısı sabit olduğundan, su moleküllerinin sayısı arttıkça azot ve oksijen moleküllerinin sayısı azalmalıdır. Suyun moleküler ağırlığı, azot ve oksijenin ağırlığına sahip olduğu kuru havadan daha düşüktür. Bu nedenle yüksek nemde, verilen hacimdeki kütle azalmasından dolayı hava yoğunluğu azalır.