Rechner für die Luftdichte
Die Luftdichte ist die Masse der Luft pro Kubikmeter. Sie steigt mit steigendem Luftdruck, fallender Temperatur und fallender Luftfeuchtigkeit. Letzteres liegt daran, dass ein H2O-Molekül weniger wiegt als ein N2- oder O2-Molekül. Der Sättigungsdampfdruck kann hier separat berechnet werden, wird dieser nicht angegeben, so wird mit der Formel für Luft über Wasser gerechnet. Bitte mindestens Luftdruck und Temperatur eingeben.
Die Berechnung geht folgendermaßen:
Gaskonstante der feuchten Luft: Rf = Rt / [ 1 − φ * E/p * ( 1 − Rt/Rd ) ]
Mit Luftfeuchtigkeit φ zwischen 0 und 1, Sättigungsdampfdruck E in Pascal, Luftdruck p in Pascal, sowie
der Gaskonstanten der trockenen Luft Rt = 287,058
und der Gaskonstanten von Wasserdampf Rd = 461,523
Die Einheit der Gaskonstanten ist J/(kg*k) = Joule / ( Kilogramm * Kelvin)
Luftdichte = p / ( Rf * T)
T ist die Temperatur in Kelvin, diese entspricht der Temperatur in Grad Celsius plus 273,15. Also bei 10 Grad Celsius ist die Temperatur 283,15 Kelvin.
Die Luftdichte ergibt sich vor allem aus der Masse der Luftsäule über einem Punkt auf der Erde. Dabei drücken etwa 10 Tonnen an Luftmasse auf einen Quadratmeter Erde auf Meereshöhe. Diesen Druck sind wir gewöhnt und haben uns im Laufe der Evolution darunter entwickelt, daher merken wir ihn nicht und er ist für uns normal. Je höher man hinauf geht, also sich von Niveau der Meereshöhe nach oben hin entfernt, desto geringer wird die Masse der Luftsäule, daher sinkt auch der Luftdruck und damit die Luftdichte. Temperatur und Luftfeuchtigkeit wirken sich wie folgt aus: kalte Objekte haben tendenziell eine größere Dichte, das gilt für Luft besonders (im Gegensatz zu flüssigem Wasser mit seiner Dichteanomalie, deswegen das Wort tendenziell). Also ist kalte Luft dichter. Eine hohe Luftfeuchtigkeit dagegen senkt die Dichte, da Wasser (welches in der Luft als Gas vorliegt) eine geringere Molekülmasse als die Luftmoleküle Stickstoff und Sauerstoff hat.