Maailman ilmakehä koostuu ilmasta.Ilma on kaasuseos, jossa on 78 % typpeä ja 21 % happea sekä pieniä määriä vesihöyryä, hiilidioksidia, argonia ja erilaisia muita komponentteja. Tavallisesti mallinnamme ilmaa yhtenäisenä (ei vaihtelua tai vaihtelua) kaasuna, jonka ominaisuudet ovat kaikkien yksittäisten komponenttien keskiarvoja.Kaikilla kaasuilla on tiettyjä ominaisuuksia, jotka voimme havaita aisteillamme.Ominaisuuksien arvot ja suhteet määrittelevät kaasun tilan.
Tällä kalvolla on tyypillisiä arvoja ilman ominaisuuksista merenpinnan korkeudella olevissa staattisissa oloissa tavanomaisen päivän aikana. Olemme kaikki tietoisia siitä, että ilmanpaine ja -lämpötila riippuvat sijainnista maapallolla ja vuodenajasta. Vaikka joinakin vuodenaikoina on lämpimämpää kuin toisina, paine ja lämpötila vaihtelevat päivästä toiseen, tunnista tuntiin ja joskus jopa minuutista minuuttiin ankaran sään aikana. Diassa esitetyt arvot ovat vain keskiarvoja, joita insinöörit käyttävät koneiden suunnittelussa. Siksi niitä kutsutaan standardiarvoiksi.Tiedämme myös, että kaikki kaasutilan muuttujat muuttuvat korkeuden mukaan, minkä vuoksi tyypilliset arvot on annettu merenpinnan tasolla, staattisissa olosuhteissa. Koska maapallon painovoima pitää ilmakehän pinnalla, korkeuden kasvaessa ilman tiheys, paine ja lämpötila (alemmilla korkeuksilla) laskevat. Avaruuden reunalla tiheys on lähes nolla. Ilman vaihtelu vakiosta voi olla hyvin tärkeää, koska se vaikuttaa virtausparametreihin, kuten äänen nopeuteen.
Kaasu koostuu suuresta määrästä molekyylejä, jotka ovat jatkuvassa, satunnaisessa liikkeessä.Kaikkien molekyylien massojen summa on yhtä suuri kuin kaasun massa. Kaasu vie jonkin verran tilavuutta kolmiulotteisessa avaruudessa. Koska massa ja tilavuus ovat suorassa yhteydessä toisiinsa, voimme ilmaista sekä massan että tilavuuden yhdellä muuttujalla.Kun kaasu liikkuu, on tarkoituksenmukaista käyttää kaasun tiheyttä, joka on massa jaettuna kaasun tilavuudella.Ilman tiheyden r vakioarvo merenpinnan tasolla on
r = 1,229 kilogrammaa/kuutiometriä = 0,00237 slug/kuutiometriä
Kun kyseessä on staattinen tai liikkumaton kaasu, on kätevämpää käyttää ominaisen tilavuuden arvoa, joka on tilavuus jaettuna massalla.Ominaisen tilavuuden v vakioarvo merenpinnan tasolla on
v = .814 kuutiometriä/kilogramma = 422 kuutiojalkaa/neliömetri
Kaasun paine on yhtä suuri kuin kaasun aiheuttama kohtisuora voima jaettuna pinta-alalla, johon voima kohdistuu.Ilmanpaineen p merenpinnan vakioarvo on
p = 101,3 kilonewtonia/neliömetri = 14.7 puntaa/neliötuuma
Gasun lämpötila on kaasun molekyylien liike-energian mitta.Ilman lämpötilan T merenpinnan tason vakioarvo T on
T = 15 astetta C = 59 celsiusastetta Fahrenheitin asteessa
Gasista voi aiheutua tangentiaalista (leikkaavaa) voimaa pintaan, joka toimii kuten kiinteiden pintojen välinen kitka. Tätä kaasun ”tahmeaa” ominaisuutta kutsutaan viskositeetiksi, ja sillä on suuri merkitys aerodynaamisessa jarrutuksessa.Ilman viskositeetin mu vakioarvo merenpinnan tasolla on
mu = 1,73 x 10^-5 newton-sekuntia/neliömetri = 3,62 x 10^-7 paunaa/sekuntia/neliöjalkaa
Tiheys (ominaisen tilavuuden määrä), paine ja lämpötila liittyvät toisiinsa olomuotoyhtälön kautta. Kaasun tilaa voidaan muuttaa ulkoisilla prosesseilla, ja kaasun reaktio voidaan ennustaa termodynamiikan lakien avulla. Termodynamiikan perusymmärrys on erittäin tärkeää, kun kuvataan työntövoimajärjestelmien toimintaa.
Tehtävät:
Opastetut kierrokset
-
Vakioilmakehämalli: 
Navigointi ..
Aloittelijan oppaan aloitussivu