Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:19 • sest 21:35 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 25:18 • Sest 04:56 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 07:07 • Síðdegis: 19:24 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 01:08 • Síðdegis: 13:14 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Veðurfræði

Hver er eðlismassi lofts?

Trausti Jónsson

Hér er einnig svarað spurningunni:
Er eðlismassi andrúmsloftsins minni eða meiri en 1 g/cm3?

Eðlismassi er skilgreindur sem massi á rúmmálseiningu, eining alþjóða einingakerfisins (SI) er kg m-3, (kíló í rúmmetra) en oft má einnig sjá eininguna g cm-3 (grömm í rúmsentímetra) sem er sama og kg/l (kílógramm í lítra). Sé fyrsttalda einingin notuð er eðlismassi vatns við 4°C 1000 kg m-3 (1000 kíló í rúmmetra) en sé miðað við þá síðari er hann = 1,000 (g cm-3 eða kg/l).

Eðlismassi lofts við sjávarmál er aðeins um 1/800 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 rúmmál 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. Ástæðan er sú að vatnssameindin (H2O) er léttari en þær loftsameindir sem eru algengastar (súrefni O2 og nitur N2) því að vetnisfrumeindin (H) er mun léttari en bæði súrefni (O) og nitur (N). Þannig hefur vetnið (H) massatöluna 1, súrefnisfrumeind (O) 16 og vatnssameindin H2O hefur töluna 18, en súrefnissameind O2 32 og nitursameind N2 28.

Sá litli munur sem er á eðlismassa eftir því hvort loftið er rakt eða þurrt hefur gríðarlegar afleiðingar fyrir stöðugleika lofthjúpsins og allt veðrakerfið.


Rúmmál, eðlismassi og hiti blöðru breytast við lóðréttar hreyfingar í lofthjúpnum. Bókstafurinn p táknar þrýsting sem minnkar með hæð. Hér er hann p0 -1 í efri hluta myndarinnar, en p0+1 neðst. Þegar blaðran lyftist þenst hún út, eðlismassinn minnkar og hiti lækkar, en þegar hún dregst saman vex eðlismassinn og hiti vex. © Trausti Jónsson 2007.

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 þó alls ekki komið að endimörkum andrúmsloftsins heldur hefur þrýstingur þar aftur (í grófum dráttum) helmingast og er ekki 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 og svo framvegis. 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 fjallstind þenst út, loftið verður fyrirferðarmeira, það lagar sig að þrýstingi umhverfisins.

Þetta svar er stytt útgáfa af pistli um eðlismassa lofts á vef Veðurstofu Íslands og birt með góðfúslegu leyfi hennar. Textann má finna hér í upprunalegri mynd.

Höfundur

Trausti Jónsson

Trausti Jónsson

veðurfræðingur

Útgáfudagur

26.9.2007

Spyrjandi

Helga Helgadóttir
Elvar Kjartansson
Hera Margrét Guðmundsdóttir

Efnisorð

Tilvísun

Trausti Jónsson. „Hver er eðlismassi lofts?“ Vísindavefurinn, 26. september 2007. Sótt 25. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=6819.

Trausti Jónsson. (2007, 26. september). Hver er eðlismassi lofts? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=6819

Trausti Jónsson. „Hver er eðlismassi lofts?“ Vísindavefurinn. 26. sep. 2007. Vefsíða. 25. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=6819>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hver er eðlismassi lofts?
Hér er einnig svarað spurningunni:

Er eðlismassi andrúmsloftsins minni eða meiri en 1 g/cm3?

Eðlismassi er skilgreindur sem massi á rúmmálseiningu, eining alþjóða einingakerfisins (SI) er kg m-3, (kíló í rúmmetra) en oft má einnig sjá eininguna g cm-3 (grömm í rúmsentímetra) sem er sama og kg/l (kílógramm í lítra). Sé fyrsttalda einingin notuð er eðlismassi vatns við 4°C 1000 kg m-3 (1000 kíló í rúmmetra) en sé miðað við þá síðari er hann = 1,000 (g cm-3 eða kg/l).

Eðlismassi lofts við sjávarmál er aðeins um 1/800 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 rúmmál 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. Ástæðan er sú að vatnssameindin (H2O) er léttari en þær loftsameindir sem eru algengastar (súrefni O2 og nitur N2) því að vetnisfrumeindin (H) er mun léttari en bæði súrefni (O) og nitur (N). Þannig hefur vetnið (H) massatöluna 1, súrefnisfrumeind (O) 16 og vatnssameindin H2O hefur töluna 18, en súrefnissameind O2 32 og nitursameind N2 28.

Sá litli munur sem er á eðlismassa eftir því hvort loftið er rakt eða þurrt hefur gríðarlegar afleiðingar fyrir stöðugleika lofthjúpsins og allt veðrakerfið.


Rúmmál, eðlismassi og hiti blöðru breytast við lóðréttar hreyfingar í lofthjúpnum. Bókstafurinn p táknar þrýsting sem minnkar með hæð. Hér er hann p0 -1 í efri hluta myndarinnar, en p0+1 neðst. Þegar blaðran lyftist þenst hún út, eðlismassinn minnkar og hiti lækkar, en þegar hún dregst saman vex eðlismassinn og hiti vex. © Trausti Jónsson 2007.

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 þó alls ekki komið að endimörkum andrúmsloftsins heldur hefur þrýstingur þar aftur (í grófum dráttum) helmingast og er ekki 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 og svo framvegis. 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 fjallstind þenst út, loftið verður fyrirferðarmeira, það lagar sig að þrýstingi umhverfisins.

Þetta svar er stytt útgáfa af pistli um eðlismassa lofts á vef Veðurstofu Íslands og birt með góðfúslegu leyfi hennar. Textann má finna hér í upprunalegri mynd....