Cómo calcular la masa de aire en un neumático llenos de aire
Cálculo de la masa de aire es relativamente simple, ya que, debido a su composición química, el aire tiene una masa molar establecido en diferentes condiciones de volumen y presión. A presión normal y temperatura (STP), por ejemplo, el aire tiene un volumen molar de 22,4 litros (decímetros cúbicos) y una masa molar de 29 gramos. Es decir, si se toma 29 gramos de aire en condiciones normales, sería extiende por 22,4 litros. Esta relación se puede utilizar fácilmente para determinar la masa de cualquier volumen de aire a una cierta presión.
Contenido
Cosas que necesitará
- Cinta métrica
- Manómetro
- Calculadora o papel rayado
Volumen
Medir los dos diámetros de la llanta. El diámetro es de una sección transversal central de un círculo. Para el diámetro exterior del neumático, utilice su cinta métrica para encontrar la distancia desde el extremo del neumático a la otra. Para el diámetro interior, utilice su cinta métrica para encontrar la distancia desde un extremo de la tapa del cubo al otro.
El diámetro es la distancia entre los bordes exteriores de un círculo. Calcular el volumen de los dos cilindros con la ecuación de volumen estándar, donde el volumen = pi x radio al cuadrado de la altura x. Para cada cilindro, que va a utilizar 3,14 como valor aproximado para pi. Para cada radio, simplemente divida el diámetro que se ha medido en el paso 1 por dos. Para el radio al cuadrado, multiplicar este número por sí mismo. Para cada altura, utilizar los diámetros se miden en el paso 1. Tendrá dos mediciones diferentes aquí, uno basado en el espacio del neumático completo, y uno basado en el espacio del tapacubos.
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Calcular el volumen de la zona llena de aire. Con las dos mediciones que se encuentran en el paso 2, encontrar la diferencia en los volúmenes. Restar el volumen del cilindro más pequeño a partir del volumen del cilindro más grande para determinar el volumen exacto del espacio en el neumático que está realmente lleno de aire.
Presión
Determinar la presión del neumático con un calibrador. Para las estimaciones, un neumático bien inflado tiene aproximadamente 30 PSI, o libras por pulgada cuadrada de presión, o dos veces condiciones STP. Por lo tanto, si a temperatura y presión estándar, 29 gramos de aire ocupan 22,4 litros (aproximadamente 1,3 gramos / litro), a 30 PSI la tasa es el doble o 2,6 gramos / litro.
Calcular la masa. Cuando la densidad de masa = volumen x, multiplicar el volumen (que se encuentra en el paso 3 de la sección 1) por la densidad (que se encuentra en el Paso 1 de la Sección 2).
Comprobar su trabajo en contra de un ejemplo. Por ejemplo, suponiendo presión de los neumáticos 30 PSI y una densidad de 2,6 gramos por litro y un volumen de neumático estándar de diez litros, la masa total de aire sería de 26 gramos (2,6 gramos / litro x 10 litros = 26 gramos). La masa de aire debe ser relativamente baja a menos que la presión es extremadamente alta.
Consejos advertencias
- Recuerde que en condiciones normales, el aire pesa prácticamente nada debido a su flotabilidad. Esperar números bajos de masa de aire, incluso si la presión del neumático es muy por encima de STP.
- Para las mediciones exactas, se puede convertir fácilmente en PSI métricas (gramos por litro) con una tabla de conversión con el fin de utilizar masas de la sustancia expresada en el sistema métrico.
- Recuerde que sólo la parte exterior del cilindro anterior por el neumático está lleno de aire. Usted debe recordar que restar el volumen interior del cilindro formado por los radios.