Greinar

Eðlismassi lofts

Loftböggull


Andrúmsloftið er lítt sýnilegt en það dreifir þó sólarljósinu og endurkastar því þannig að himinninn er blár en ekki svartur. Við finnum návist lofts vel þegar vindur blæs og þegar við hreyfum okkur og öndum. Vökvar og fastir hlutir eru að kalla ósamþjappanlegir, en loft er hins vegar mjög þjappanlegt og fjaðrandi. Bæði þjöppun og fjöðrunareiginleikar lofts eru kunnug þeim sem eiga við hjólbarða og blöðrur, þegar troðið er meira lofti inn í hjólbarðann verður hann stífari og stífari, en fjaðrar jafnframt betur.

Eðlismassi er skilgreindur sem massi á rúmmálseiningu, eining alþjóða einingakerfisins (SI) er kgm-3, (kíló í rúmmetra) en oft má einnig sjá gcm-3 (grömm í rúmsentímetra) eða kg/l (kílógramm í lítra). Sé fyrsttalda einingin notuð er eðlismassi vatns við 4°C skilgreindur sem 1000 kgm-3 , (1000 kíló í rúmmetra) en sé miðað við aðra hvora þá síðari er hann = 1 (gcm-3 eða kg/l).

Eðlismassi lofts við sjávarmál er aðeins um 1/800 hluti af eðlismassa vatns. Við staðalþrýsting (1013,25 hPa) og staðalhita (0°C) er hann 1,293 kgm-3. Einn rúmmetri af lofti vegur því um 1,3 kg en sama magn af vatni eitt tonn. Í uppflettiritum er eðlismassinn stundum miðaður við annan hita, mjög oft 15°C, og er þá lítillega lægri en hér er tilfært.

Rakt loft er léttara en þurrt

Rakt loft er léttara en þurrt, ástæðan er sú að vatnssameindin (H2O) er léttari en þær loftsameindir sem eru algengastar (O2 og N2), en vetnisfrumeindin (H) er mun léttari en bæði súrefni (O) og nitur (N). Sá litli munur sem er á eðlismassa eftir því hvort loftið er rakt eða þurrt hefur gríðarlegar afleiðingar fyrir stöðugleika lofthjúpsins og allt veðrakerfið.

Neðstu loftlög hvíla undir þeim sem ofar liggja, hin efri þjappa hinum neðri saman eins og þegar gormi er þrýst saman. Eftir því sem ofar dregur í andrúmsloftinu minnkar þrýstingurinn því hann ræðst (nokkurn veginn) af því loftmagni sem er fyrir ofan mælistaðinn.

Breyting þrýstings með hæð

Loftþrýstingur er nú oftast mældur í einingunni hPa (hektóPascal). Meðalþrýstingur við sjávarmál á jörðinni er 1013,25 hPa. Í um 5,6 km hæð er hann orðinn um 500 hPa. Helmingur andrúmsloftsins er ofan þessarar hæðar en helmingurinn undir. Þegar komið er upp í um 10 km hæð er alls ekki komið að endimörkum andrúmsloftsins heldur hefur þrýstingur þar aftur (í grófum dráttum) helmingast og er ekki mjög fjarri 250 hPa.

Að þrýstingurinn helmingist við hverja 5 km hækkun er ágæt minnisregla þó hún sé ekki alveg nákvæm. Í 15 km hæð er hann nálægt því að vera helmingur þrýstings í 10 km eða um 120 hPa o.s.frv. Þetta sýnir ágætlega að sami massi af lofti er misfyrirferðarmikill eftir því í hvaða hæð hann er. Blaðra sem fyllt er lofti við sjávarmál og er síðan flutt upp á fjallatind þenst út, loftið verður fyrirferðarmeira, það lagar sig að þrýstingi umhverfisins.

Skammtur af lofti - loftböggull?

Þegar fjallað er um vökva eða fasta hluti er auðvelt að vísa til magns eða stærðar, flestir geta þannig tengt 1 lítra af mjólk við ákveðna mjólfkurfernustærð sem þar að auki er þægilega nærri því að vera 1 kg. Auðvelt ætti að vera að ímynda sér hvernig loftkassi, loftkubbur, loftbiti eða loftböggull (loftblaðra, loftbóla) líta út, sumsé eitthvað sem við eigum að geta séð í huganum þó við sjáum það alls ekki. Að ráði hefur orðið að nota ýmist orðin loftböggull eða loftbóla í þessum texta þegar rætt er um slatta af lofti í poka, án pokans eða loft í blöðru, án blöðrunnar.

Loftblaðra
skýringarmynd
Rúmmál, eðlismassi og hiti blöðru breytast við lóðréttar hreyfingar í lofthjúpnum. Bókstafurinn p táknar þrýsting, hann minnkar með hæð. Hér er hann p0 -1 í efri hluta myndarinnar, en p0+1 neðst. Við það að þenjast út minnkar eðlismassi blöðrunnar og hiti lækkar, en við að dragast saman vex eðlismassi hennar og hiti vex. © Trausti Jónsson 2007


Úr veðurbók Trausta Jónssonar





Aðrir tengdir vefir



Þetta vefsvæði byggir á Eplica