Jordatmosfären består av luft.Luft är en blandning av gaser, 78 % kväve och 21 % syre med spår av vattenånga, koldioxid, argon och olika andra komponenter. Vi brukar modellera luft som en enhetlig (ingen variation eller fluktuation) gas med egenskaper som är ett medelvärde av alla de enskilda komponenterna.Alla gaser har vissa egenskaper som vi kan upptäcka med våra sinnen.Egenskapernas värden och relationer definierar gasens tillstånd.
På den här bilden hittar du typiska värden för luftens egenskaper vid statiska förhållanden på havsnivå för en standarddag. Vi är alla medvetna om att luftens tryck och temperatur beror på var du befinner dig på jorden och på årstiden. Och även om det är varmare under vissa årstider än andra, ändras tryck och temperatur från dag till dag, från timme till timme och ibland till och med från minut till minut vid hårt väder. De värden som visas på bilden är helt enkelt genomsnittliga värden som används av ingenjörer för att konstruera maskiner. Det är därför de kallas standardvärden.Vi vet också att alla variabler som rör gastillståndet kommer att förändras med höjden, vilket är anledningen till att de typiska värdena anges vid havsnivå, statiska förhållanden. Eftersom jordens gravitation håller atmosfären mot ytan minskar lufttäthet, tryck och temperatur (för lägre höjder) när höjden ökar. Vid rymdens utkant är densiteten nästan noll. Luftens avvikelse från standarden kan vara mycket viktig eftersom den påverkar flödesparametrar som ljudets hastighet.
En gas består av ett stort antal molekyler som befinner sig i konstant rörelse.Summan av massan av alla molekyler är lika med gasens massa. En gas upptar en viss volym i det tredimensionella rummet. För ett givet tryck och en given temperatur beror volymen direkt på mängden gas.Eftersom massan och volymen är direkt relaterade kan vi uttrycka både massan och volymen med en enda variabel.När en gas är i rörelse är det lämpligt att använda gasens densitet, som är massan dividerad med den volym som gasen upptar.Standardvärdet på havsnivå för luftens densitet r är
r = 1,229 kg/kubikmeter = 0,00237 slug/kubikfot
När man arbetar med en statisk eller orörlig gas är det bekvämareatt använda den specifika volymen, som ärvolymen dividerad med massan.Standardvärdet på havsnivå för den specifika volymen v är
v = .814 kubikmeter/kilogram = 422 kubikfot/slunga
En gas’ tryck är lika med den vinkelräta kraft som gasen utövar dividerat med den yta på vilken kraften utövas.Lufttrycket p är
p = 101,3 kilonewton/kvadratmeter = 14.7 pounds/square inch
Temperaturen hos en gas är ett mått på den kinetiska energin hos gasmolekylerna.Standardvärdet på havsnivå för lufttemperaturen T är
T = 15 grader C = 59 grader Fahrenheit
En gas kan utöva en tangentiell (skjuvande) kraft på en yta, vilket fungerar som friktion mellan fasta ytor. Denna ”klibbiga” egenskap hos gasen kallas viskositet och spelar en stor roll för aerodynamisk dragkraft.Standardvärdet på havsnivå för luftens viskositet mu är
mu = 1,73 x 10^-5 newtonsekund/kvadratmeter = 3,62 x 10^-7 pundsekund/kvadratfot
En gasens densitet (specifik volym), tryck och temperatur är relaterade till varandra genom tillståndsjämförelsen. Gasens tillstånd kan ändras av externa processer, och gasens reaktion kan förutsägas med hjälp av termodynamikens lagar. En grundläggande förståelse för termodynamik är mycket viktig för att beskriva driften av framdrivningssystem.
Aktiviteter:
Guidade turer
-
Modell för standardatmosfären: 
Navigation ..
Hemsida för nybörjarguiden