Universidad Técnica De Machala Facultad De Ciencias Químicas Y

Universidad Técnica De Machala
Facultad De Ciencias Químicas Y De La Salud
Escuela De Bioquímica Y Farmacia
Carrera De Bioquímica Y Farmacia
Física
Estudiante: Daniel Isaías Benítez Dávila
Guía: Freddy Alberto Pereira Guanuche
Curso: 1er Semestre
Paralelo: “B”
Fecha: 28/01/2014
La Densidad del Aire
Denominamos densidad del aire a la cantidad de masa de aire por unidad de volumen.
La densidad del aire es el medio natural en el que se desenvuelve en este caso como
ejemplo un avión.
Es esa “cosa” necesaria para que las fuerzas que actúan en el avión se puedan llevar a
cabo, la sustentación, la tracción, la resistencia, etc. todas dependen de ella.
Si disminuimos la masa de aire por volumen todas las fuerzas que hemos mencionado
anteriormente se verán afectadas, así como la potencia del motor del avión. Es
importante saber que la densidad del aire disminuye con la altura y que esto afectará a
las limitaciones operacionales del avión.
Los otros dos factores que es conveniente estudiar son la variación de la presión y la
temperatura con la altura.
A medida que ascendemos en la atmósfera la temperatura sufre una variación. Ésta
cambia de manera inversamente proporcional a la altura, es decir, la temperatura
disminuye a medida que nos adentramos en el seno de la atmósfera. La temperatura
disminuye a razón de 6,5 grados centígrados cada mil metros, o lo que es lo mismo 1,98
grados centígrados por cada mil pies hasta una altitud de 11000 metros, altura por
encima de la cual su valor es constante de -56,5 grados centígrados.
La presión, que es la cantidad de fuerza
aplicada por superficie, también sufre una
variación a medida que ascendemos en el
seno de la atmósfera.
La presión atmosférica disminuye a medida
que ganamos altura a razón de 1 milibar
cada 9 metros ó 1 pulgada por cada mil
pies. La presión se mide también en
hectopascales. 1 milibar equivale a 1
hectopascal.
¿Y cómo se calculó el valor de la densidad del aire hace casi cuatro siglos
ya?
Pues muy sencillo, simplemente llevando al límite el peso de la columna de aire de un
cm2 de sección de la atmósfera, en función de la presión atmosférica calculada en su
día por Torricelli, que para 1.033 gr/cm2 (760 mm de columna de Hg), equivale a 1,29
kg/m3.
Densidad y humedad del aire
La densidad del aire varía de unos días a otros dependiendo de la cantidad de vapor de
agua existente en la atmósfera. Además, esta densidad se ve afectada por los cambios
tanto de la presión como de la temperatura atmosférica.
Un parámetro de gran importancia en meteorología es la humedad relativa del aire y la
temperatura del punto de rocío. La determinación de esta temperatura a primeras
horas de la noche establecerá aproximadamente una cota inferior para la temperatura
mínima esperada e indicará si son posible heladas (temperatura del punto de rocío por
debajo de 0 ºC) o no.
Teoría
Para medir la densidad de una muestra de aire basta conocer su masa y su volumen ya
que la densidad de masa ρ de un cuerpo de masa m y volumen v se define como ρ =
m/v.
A partir de la densidad de una muestra de aire se puede calcular la densidad
normalizada del aire que está definida por los siguientes parámetros:



Presión parcial del vapor de agua: Pw = 0 mb.
Temperatura de aire: T0 = 273 K.
Presión atmosférica: P0 = 1013,25 mb.
Como se ve el aire es seco, es decir no contiene ningún vapor de agua.
Los pasos a seguir para calcular la densidad normalizada del aire, ρ0, a partir de la
densidad de aire (húmedo) medida, ρA, son los siguientes:
Se tiene en cuenta que el aire con el que se trabaja es siempre húmedo, por tanto es
preciso eliminar la contribución del vapor de agua. Esto se consigue teniendo en cuenta
la presión parcial de vapor de agua, Pw. La densidad del aire seco, ρa, se relaciona con la
densidad del aire húmedo, ρA, (esta última densidad es la que se mide experimentalmente) a través de la presión parcial del vapor de agua, Pw y de la presión parcial del
aire seco, Pa, mediante la siguiente expresión:
Se tiene en cuenta el efecto de la temperatura del aire, T, y de la presión parcial del aire
seco Pa (P = PA = Pa + Pw). La densidad normalizada de una muestra de aire, ρ0, está
relacionada con la densidad del aire seco, ρa, a través de la temperatura del aire, T y de
la presión parcial del aire seco, Pa mediante la siguiente fórmula:
Teniendo en cuenta la relación anterior entre ρa y ρA, se obtiene que:
Se tiene en cuenta el efecto de la presión atmosférica, PA = P. Incorporando este efecto
a la fórmula anterior, puede demostrarse que:
Esta expresión es la que hay que emplear para determinar la densidad del aire
normalizada.
En la anterior expresión aparece una variable que no conocemos, Pw. Para la
determinación de la presión parcial de vapor recurriremos al siguiente procedimiento:
si enfriamos una masa de aire, el vapor de agua empezará a condensarse cuando la
presión parcial del mismo, Pw, sea igual al valor máximo permitido para el vapor de
agua a esa temperatura Psat. La temperatura
a la cual empieza la condensación se denomina temperatura del punto de rocío. Cuando
se alcanza el punto de rocío se verifica:
Por lo tanto, para conocer la temperatura del punto de rocío de una masa de aire, basta
enfriarla y medir la temperatura a la cual empieza a condensarse, a continuación
simplemente hay que Emplear la tabla que aparece al final de estas notas.
Gravedad específica
La gravedad específica es una comparación de la densidad de una substancia con la
densidad del agua: La gravedad Específica = De la substancia /Del agua La gravedad
específica es adimensional y numéricamente coincide con la densidad.
La gravedad especifica está definida como el peso unitario del material dividido por el
peso unitario del agua destilada a 4 grados centígrados. Se representa la Gravedad
Especifica por Gs, y también se puede calcular utilizando cualquier relación de peso de
la sustancia a peso del agua siempre y cuando se consideren volúmenes iguales de
material y agua.
Gs = Ws/v / Ww/v
Bibliografía
Web-grafía
 http://www.pasionporvolar.com/la-densidad-del-aire/
 http://www.uhu.es/gem/docencia/fisica-amb-ita/fis-amb-2.pdf
 http://enciclopedia_universal.esacademic.com/18588/Gravedad_espec
%C3%ADfica