Ilman paine

Katotaan vain esimerkiksi MAOL:in taulukkokirjasta (mun versiossa sivulta 81) "Ilmakehän ominaisuuksia". Siitä näkee Korkeuden, Lämpötilan, Ilmanpaineen ja Tiheydenkin eri korkeuksilla merenpinnasta.

Mut, jos siihen jotain kaavaa pitäisi alkaa kehittelemään niin...???

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/kinetic/barfor.html

Tohon samaan asiaan voisi liittää sen, miten lasketaan ilman paino, siis kg/m3 ilmanpaineen perusteella. Tuulikuormat ja ilmanvastukset lasketaan käyttäen massaa eikä painetta. Mites semmonen laskettaisiin?

Tähän ei näköjään laskukaavojen osalta ole vastattu, vaikka kätevämpihän tuo laskuri on...

peruslähtökohdaksi voi ottaa sekä kaasuille ja nesteille pätevän differentiaalin paineelle.

dP = -gρdh, missä g on gravitaatiovakio, ρ ilman tiheys ja dh korkeuden differentiaali.

Ensin pitäisi miettiä, miten voisi kirjoittaa tiheyden paineen funktiona. Jos lämpötila olisi vakio, niin tilanne olisi helppo. ρ=cP, eli tiheys on suoraanverrannollinen paineeseen P(kaasun tilayhtälöstä näkee), ja vakion c voi määrittää vaikka tiedolla, että yhden ilmakehän paineella tiheys on parinkymmenen asteen tiennoilla n. 1,3kg/m³.

Jos lämpötilariippuvuus pitää ottaa huomioon, niin tuo tiheyden kaava ei vielä muutu kovin vaikeaksi. kaasun tilayhtälöstä näkee suoraan, että tuo tiheys voidaan kirjoittaa myös muodossa
ρ = cP/T, missä Ton lämpötila kelvineissä.

Nyt vaan on ongelmana kirjoittaa tuo lämpötila korkeuden funktiona, jotta tuon yhtälön voisi ratkaistakin. (sehän ei valitettavasti taida totella mitään yksinkertaista kaavaa)

Jos sellainen funktio löytyisi, niin tuo yhtälö olisi separoituva differentiaaliyhtälö, joka on periaatteessa ratkaistavissa integroimalla (ainakin numeerisesti), ja halutessaan voi tuon g:n vielä kirjoittaa korkeuden funktiona. (tulee helposti painovoimalaista)

Tuo lämpötila riippuvuus tekee sen, että tuon yhtälön mielekäs ratkaiseminen mielekkäästi taitaa mennä sen varaan, että pitää olla tieto lämpötilasta kullakin korkeudella ja antaa koneen integroida numeerisesti tuo yhtälö tietojen perusteella... (ja toisaalta taitaa taulukot paineestakin löytyä yhtä helposti)