| Flygfyren Forum |
| Flygfyren Forum » Flygutbildning » Hur temperatur påverkar luftens densitet |
| Hur temperatur påverkar luftens densitet |
  |
||||||||
| Inskickad av |
 Mats82 Medlem Luftcertifikat: Flygelev Ort: Malmö Inlägg: 5 |
Hur temperatur påverkar luftens densitet Hej! Sitter och läser boken flygningens grundprinciper från 2009 sen har jag en från 2007. Tycker att det blir lite motsägelsefullt när jag läser om temperatur. I boken från 2007 står det: Densiteten minskar om lufttrycket minskar eller temperaturen ökar. I boken från 2009 står det: Åtgärg: Ökad temperatur (oförändrad densitet) ---> Betyder: Snabbare molekyler ---> Leder till: Högre tryck ---> På grund av: Snabbare molekyler ger fler och våldsammare kollisioner. Står det inte två olika saker i böckerna? Eller tolkar jag helt fel...
|
|||||
|
Olle#1 Medlem Ort: Ludvika Inlägg: 68 |
Nej, det är inte motsägande. I andra exemplet står det "(oförändrad densitet)" , vilket innebär att man tänker sig en konstant mängd luft i en konstant volym.
|
|||||
|
Mats82 Medlem Luftcertifikat: Flygelev Ort: Malmö Inlägg: 5 |
Men det står oxå i fall två att luften inte är instängd... Jaja, jag tycker ivarje fall att det i den senare boken är svårt att förstå att det blir mindre densitet om temperaturen ökar... Finns ju den frågan i tusen frågor om en högt belägen flygplats på vintern och sommaren...
|
|||||
|
TOC Medlem Ort: Stockholm Inlägg: 812 |
Är det KSAK:s bok? "Konsten att göra förklaringen obegripligt"  /TOC
|
|||||
|
Mats82 Medlem Luftcertifikat: Flygelev Ort: Malmö Inlägg: 5 |
Ja det är det... Men i övrig så tycker jag att den senare boken har lyckats bättre på de flesta punkterna, förutom just att förklara temperaturen..
|
|||||
|
ZeTA Medlem Luftcertifikat: PPL Ort: Norrköping Inlägg: 150 |
Värmen stiger -> densiteten sjunker -> lufttrycket minskar Värmen sjunker -> densiteten stiger -> lufttrycket ökar (detta gäller självklart bara om luften inte är instängd på något vis)
|
|||||
|
merheim Medlem Luftcertifikat: UL (B) Ort: malmö Inlägg: 24 |
ZeTA skrev @ 2010-02-09 08:14: Värmen stiger -> densiteten sjunker -> lufttrycket minskar Värmen sjunker -> densiteten stiger -> lufttrycket ökar (detta gäller självklart bara om luften inte är instängd på något vis) och om luften är instängd (med ickeelastiska väggar) gäller: Värmen stiger -> densiteten är oförändrad-> lufttrycket ökat Värmen sjunker -> densiteten oförändrad-> lufttrycket minskar
|
|||||
|
ZeTA Medlem Luftcertifikat: PPL Ort: Norrköping Inlägg: 150 |
Vill även komplettera med att även elastiska väggar ger ett visst motstånd, som då resulterar i samma sak som föregående talare skrev. 
|
|||||
|
TOC Medlem Ort: Stockholm Inlägg: 812 |
ZeTA skrev @ 2010-02-10 18:42: Vill även komplettera med att även elastiska väggar ger ett visst motstånd, som då resulterar i samma sak som föregående talare skrev. Värmen stiger -> densiteten är oförändrad-> lufttrycket ökat Värmen sjunker -> densiteten oförändrad-> lufttrycket minskar Bra kompletering..... /TOC
|
|||||
|
TOC Medlem Ort: Stockholm Inlägg: 812 |
http://www.usatoday.com/weather/wdensity.htm /TOC
|
|||||
|
Jocke Medlem Luftcertifikat: UL (B) Ort: Stockholm Inlägg: 183 |
Det står en himla massa saker i den här tråden...  Alla såna här samband styrs av allmänna gaslagen: pV = nRT, där p = tryck, V = volym, n = substansmängd (dvs antal gasmolekyler), R = allmänna gaskonstanten och T = temperaturen. Mats82 skrev @ 2010-02-08 22:11: I boken från 2007 står det: Densiteten minskar om lufttrycket minskar eller temperaturen ökar. Stämmer, under förutsättning att "den andra" variabeln (temp/tryck) är konstant, samtidigt som volym och/eller substansmängd ändras, dvs gasen är inte instängd. Mats82 skrev @ 2010-02-08 22:11: Åtgärg: Ökad temperatur (oförändrad densitet) ---> Betyder: Snabbare molekyler ---> Leder till: Högre tryck ---> På grund av: Snabbare molekyler ger fler och våldsammare kollisioner. Stämmer också, förutsatt allt annat lika, dvs både volym och substansmängd lika, vilket innebär att gasen är instängd. Mats82 skrev @ 2010-02-08 22:31: Men det står oxå i fall två att luften inte är instängd... Står det? Hur är det i så fall formulerat? Det gäller ju snarare att gasen INTE är instängd i fall ett och ÄR instängd i fall två. ZeTA skrev @ 2010-02-09 08:14: Värmen stiger -> densiteten sjunker -> lufttrycket minskar Värmen sjunker -> densiteten stiger -> lufttrycket ökar (detta gäller självklart bara om luften inte är instängd på något vis) Nej, lufttrycket påverkas inte alls om luften inte är instängd; trycket blir konstant ( = omgivningens tryck), medan volymen (eller substansmängden) ändras. merheim skrev @ 2010-02-10 16:56: och om luften är instängd (med ickeelastiska väggar) gäller: Värmen stiger -> densiteten är oförändrad-> lufttrycket ökat Värmen sjunker -> densiteten oförändrad-> lufttrycket minskar Jag tror du menar "rigida" eller stela väggar snarare än ickeelastiska. Ickeelastiska väggar skulle innebära att trycket snabbt sjönk och att detta istället överfördes till värme i väggarna, eftersom molkylerna skulle göra oelastiska stötar mot väggen och "tappa farten". I praktiken finns varken helt oelastiska eller helt elastiska väggar. Men om man antar stela väggar (dvs oförändrad volym) så stämmer sambandet. Sammanfattning: Det är väldigt viktigt att i varje fall speca vilka av de fyra variablerna som är konstanta och vilka som ändras. Gör man inte det blir det lätt förvirrat.  Om jag uttryckt mig konstigt eller obegripligt så säg till...
|
|||||
|
ZeTA Medlem Luftcertifikat: PPL Ort: Norrköping Inlägg: 150 |
Jocke skrev @ 2010-02-11 16:35: Nej, lufttrycket påverkas inte alls om luften inte är instängd; trycket blir konstant ( = omgivningens tryck), medan volymen (eller substansmängden) ändras. Som vanligt en definitionsfråga. Om man tycker att luften i atmosfären inte är instängd stämmer det som jag skriver, annars har du förstås rätt.
|
|||||
|
merheim Medlem Luftcertifikat: UL (B) Ort: malmö Inlägg: 24 |
Jocke skrev @ 2010-02-11 16:35: ZeTA skrev @ 2010-02-09 08:14: Värmen stiger -> densiteten sjunker -> lufttrycket minskar Värmen sjunker -> densiteten stiger -> lufttrycket ökar (detta gäller självklart bara om luften inte är instängd på något vis) Nej, lufttrycket påverkas inte alls om luften inte är instängd; trycket blir konstant ( = omgivningens tryck), medan volymen (eller substansmängden) ändras. Jocke, du har helt rätt, så går det när man inte läser ordentligt innan man svarar...trycket ändrar sig inte i detta fall utan utjämnas mot omgivningen (dvs trycket är den konstanta faktorn). Dock kan dessa effekter uppstå atmosfäriskt eftersom det kan ta en viss tid för utjämningen att ske. Så även Zäta har ju rätt till viss del... Jocke skrev @ 2010-02-11 16:35: merheim skrev @ 2010-02-10 16:56: och om luften är instängd (med ickeelastiska väggar) gäller: Värmen stiger -> densiteten är oförändrad-> lufttrycket ökat Värmen sjunker -> densiteten oförändrad-> lufttrycket minskar Jag tror du menar "rigida" eller stela väggar snarare än ickeelastiska. Ickeelastiska väggar skulle innebära att trycket snabbt sjönk och att detta istället överfördes till värme i väggarna, eftersom molkylerna skulle göra oelastiska stötar mot väggen och "tappa farten". I praktiken finns varken helt oelastiska eller helt elastiska väggar. Men om man antar stela väggar (dvs oförändrad volym) så stämmer sambandet. Jag valde det något populärvetenskapliga ordet "ickeelastisk" eftersom folk ofta börjar tänka på uppblåsta ballonger. Jag syftade på ickeelastisk som en definition på oändlig e-modul (elasticitetsmodul=mått på ett materials elasticitet). Oändlig e-modul = (idealt) rigida/stela. I fallet elastiska /oelastiska stötar så handlar det ju om energiöverföring p.g.a. förhållandet mellan plasticitet (bestående deformering) och elasticitet (återgående deformering) vid kollisionerna. En begreppsförvirring helt enkelt. jag föredrar nog att använda ordet inelastisk för stötar så blir det inte lika lätt att blanda samman. Även i fallet med en upplåst ballong (elastiska väggar) så kommer trycket öka vid ökad temperatur, dock kommer även densiteten att minska samtidigt. Att man får en tryckökning beror på att energi lagras i ballongens väggar. Dvs ingen faktor kommer vara konstant. PS. Begrep ni inte vad som sades innan så strunta i vad jag skrev, det gör inte det hela lättare....=)
|
|||||
|
allan.emren Medlem Luftcertifikat: PPL Ort: Alingsås Inlägg: 385 |
Jocke skrev @ 2010-02-11 16:35: Alla såna här samband styrs av allmänna gaslagen: pV = nRT, där p = tryck, V = volym, n = substansmängd (dvs antal gasmolekyler), R = allmänna gaskonstanten och T = temperaturen. merheim skrev @ 2010-02-10 16:56: och om luften är instängd (med ickeelastiska väggar) gäller: Värmen stiger -> densiteten är oförändrad-> lufttrycket ökat Värmen sjunker -> densiteten oförändrad-> lufttrycket minskar Jag tror du menar "rigida" eller stela väggar snarare än ickeelastiska. Ickeelastiska väggar skulle innebära att trycket snabbt sjönk och att detta istället överfördes till värme i väggarna, eftersom molkylerna skulle göra oelastiska stötar mot väggen och "tappa farten". I praktiken finns varken helt oelastiska eller helt elastiska väggar. Men om man antar stela väggar (dvs oförändrad volym) så stämmer sambandet. Jag tycker att Merheim har gett en väldigt bra beskrivning. Jocke kastar nog sten i glashus litet grand. Skall man vara petig så gäller inte idealgaslagen för luft (och inte för några andra gaser heller). Men avvikelserna vid normalt tryck och temperatur är så små att man ofta bortser från dem. I en gastub däremot, ger den påtagligt felaktiga resultat. Vad beträffar elastiska eller icke elastiska väggar, så påverkas varken tryck eller temperatur av den saken. (Då bortser jag från effekterna av adiabatisk expansion, vilken inträffar om det är olika tryck på en elastisk väggs båda sidor.) Oelastiska kollisioner kan värma gasens molekyler lika väl som helt elastiska kollisioner kan kyla gasen. Det hela är en entropieffekt. Är väggen kallare kyls gasen, är den varmare värms gasen oberoende av väggens eller väggmolekylernas elastiscitet. Hälsningar Allan
|
|||||
|
Jocke Medlem Luftcertifikat: UL (B) Ort: Stockholm Inlägg: 183 |
Ja, det verkar som om merheim & jag menar olika saker med elastisk. allan.emren skrev @ 2010-02-12 18:02: Jag tycker att Merheim har gett en väldigt bra beskrivning. Jocke kastar nog sten i glashus litet grand. Skall man vara petig så gäller inte idealgaslagen för luft (och inte för några andra gaser heller). Om du vill göra en striktare betraktelse, och inte räkna med allmänna gaslagen, så kommer du få betydligt mer bökiga samband mellan storheterna, vilket jag knappast tror ingår i kursen "flygningens grundprinciper". Allmänna gaslagen, vågar jag hävda, är det enklaste sättet att förstå hur de olika variablerna hänger ihop (ända tills vi börjar prata "oelastiska kollisioner" ) . allan.emren skrev @ 2010-02-12 18:02: Vad beträffar elastiska eller icke elastiska väggar, så påverkas varken tryck eller temperatur av den saken. (Då bortser jag från effekterna av adiabatisk expansion, vilken inträffar om det är olika tryck på en elastisk väggs båda sidor.) Oelastiska kollisioner kan värma gasens molekyler lika väl som helt elastiska kollisioner kan kyla gasen. Det hela är en entropieffekt. Är väggen kallare kyls gasen, är den varmare värms gasen oberoende av väggens eller väggmolekylernas elastiscitet. Jag tyckte merheim redde ut vår begreppsförvirring väldigt bra (och jag håller med om att "inelastisk" är en tydligare benämning än "oelastisk" när man pratar stötar). Men jag blir lite osäker på vad du menar när du skriver att varken tryck eller temperatur påverkas av saken. Vilken tolkning av ordet "elastisk" använder du? Och hur kommer du fram till att varken temperatur eller tryck påverkas av saken? Använder du merheims tolkning så påverkas ju volymen (och trycket), använder du min så påverkas temperaturen (energiöverföring från gasen till väggen). (Observera att jag såklart inte använder allmänna gaslagen när jag pratar oelastiska stötar.) EDIT: Det verkar som om parenteser översätts till smileygubbar om de står intill vissa skiljetecken, fast på olika sätt i förhandsgranskningen och när man publicerar... =)
|
|||||
|
allan.emren Medlem Luftcertifikat: PPL Ort: Alingsås Inlägg: 385 |
Hej Jocke, Jovisst, att använda idealgaslagen ger alldeles tillräcklig noggrannhet när det är fråga om flyg och man är långt från ljudhastigheten. Men vad beträffar väggar som är elastiska eller inte, måste jag nog vara litet tydligare. Jag har förstått att du ser på saken ur molekylär synpunkt. Först måste jag definiera elastisk och icke elastisk. Definition: Om två föremål kolliderar, och summan av deras rörelseenergier efter kollisionen är lika stor som före, så kallas kollisionen för elastisk. Om den sammanlagda rörelseenergin efter kollisionen avviker från värdet före, är kollisionen oelastisk. I allmänhet är det då fråga om att rörelseenergin har minskat, men det kan också vara fråga om en ökning - även för makroskopiska föremål. Före och efter kollisionen definieras som att avståndet mellan föremålen är tillräckligt stort för att krafterna mellan dem skall vara försumbart små. Kollisionen börjar alltså redan när de närmar sig varandra och slutar när avståndet återigen har vuxit tillräckligt. Och nu till gasens växelverkan med väggen. När en gasmolekyl träffar väggen, kommer den i nära kontakt med en enstaka väggmolekyl, eller ett litet antal. Energi från gasmolekylen förs över till dessa väggmolekyler. Det sker oberoende av om kollisionen är elastisk eller ej. Men även väggens molekyler rör sig. Och om väggens temperatur är över absoluta nollpunkten kommer energi att föras över till gasmolekylen. När gasmolekylen lämnar väggen kan den därför röra sig långsammare ELLER snabbare än när den kom in. Det kan bli båda utfallen och vare sig väggen är kallare eller varmare än gasen. Likaså oberoende av om det var en elastisk eller oelastisk kollision. Men om väggen är varmare än gasen kommer genomsnittet för ett stor antal kollisioner att ge gasmolekylerna högre energi, alltså temperatur. Tvärtom ifall gasen är varmare än väggen. Är de lika varma, sker ingen nettoöverföring av energi. Och det här gäller oberoende av kollisionernas elastiska egenskaper. Allt detta är en följd av termodynamikens andra huvudsats, vilken bland annat kan formuleras så att ingen spontan process kan leda till att värme förs från ett kallare föremål till ett varmare. Hälsningar Allan
|
|||||
|
Jocke Medlem Luftcertifikat: UL (B) Ort: Stockholm Inlägg: 183 |
Hej igen, jo, jag syftade på molekylär nivå, precis som du antog. (Och det är ju väldigt Off Topic utifrån trådens ursprungliga frågor, ursäkta att jag ledde in samtalet dit. )Det jag undrar över är hur energi ska kunna överföras från väggen till en gasmolekyl vid oelastisk kollision. För en gas är ju temperaturen direkt kopplad till molekylernas hastighet.
|
|||||
|
allan.emren Medlem Luftcertifikat: PPL Ort: Alingsås Inlägg: 385 |
Hej Jocke, Som du konstaterar så har vi kommit litet off topic med tråden. Och för en mera ingående beskrivning av molekylers inelastiska kollisioner behöver jag rita litet bilder. Dessutom hamnar vi hopplöst off topic för hela forumet, så jag tänkte istället skriva ett mail till dig. Men eftersom jag inte har din mailadress, så får jag be dig att sända den till mig. Min adress är allan@nuchem.se Om det är några andra på forumet som också är nyfikna på saken, så får ni också gärna skicka mailadresser, så kommer ni också med på sändlistan. Hälsningar Allan
|
| |
|||||||
| Flygfyren Forum » Flygutbildning » Hur temperatur påverkar luftens densitet | |||||||