¿Cómo funciona la densidad del aire varían con la altitud?

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Estamos familiarizados con la idea de que diferentes sólidos pueden tener diferentes densidades - una barra de hierro tendrá un peso mucho más que un trozo de plástico del mismo tamaño. Pero esto también es cierto de los gases. Y no sólo pueden gases diferentes tienen diferentes densidades, el mismo gas puede tener diferentes densidades dependiendo de las condiciones debido a que las moléculas de un gas, a diferencia de las de un sólido, son libres para moverse.

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Cerca de la superficie de la Tierra a nivel del mar, las moléculas de gas en el aire se llevan a cabo más estrechamente entre sí por la fuerza de gravedad. Por lo tanto, hay un mayor número de moléculas en cualquier volumen dado, lo que significa que el aire es más denso. En términos generales, la densidad del aire seco a nivel del mar es de 1,2 kg por metro cúbico.

A medida que aumenta la altitud, la fuerza de gravedad de la Tierra se vuelve más débil. Las moléculas de aire se mueven más libremente y no están tan estrechamente empaquetadas. Por lo tanto, hay menos moléculas en el mismo volumen dado, y el aire es menos denso. En Denver, Colorado, el famoso "Mile High City", la densidad del aire es de 1 kg por metro cúbico. El efecto se hace aún más extremo sobre la marcha más alta - en la cima del Monte Everest, la densidad del aire es de unos 0,5 kg por metro-cube - menos de la mitad que la del aire al nivel del mar.

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Baja densidad del aire significa menos moléculas de oxígeno son en cada bocanada de aire que inhala. Se dará cuenta de esta diferencia si usted vive en algún lugar cerca del nivel del mar, pero luego viaja a un lugar que está a mayor altura - hacer algo que requiere esfuerzo es mucho más difícil. Los atletas que deben competir en estas condiciones a veces utilizan un período de formación de aclimatación en la altura para permitir que su cuerpo para compensar la diferencia en la densidad del aire.

La disminución de la densidad del aire con la altitud tiene una serie de efectos sobre la aeronave. La fuerza de elevación que lleva una aeronave hacia arriba disminuye a medida que la densidad del aire disminuye. Al mismo tiempo, la fuerza de arrastre que sostiene la parte posterior plano también disminuirá a medida que la densidad del aire disminuye. La tercera fuerza que se ve afectado es empujado, que se reduce con la disminución de la densidad - en efecto hay menos moléculas de aire a "empujar" contra.