Γιατί μειώνεται η πυκνότητα του αέρα με αύξηση του ύψους;

Καθώς κινούμαστε ψηλότερα στην ατμόσφαιρα, ο αέρας γίνεται λιγότερο πυκνός. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το βάρος του αέρα πάνω από ένα δεδομένο σημείο μειώνεται καθώς κινούμαστε προς τα πάνω. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα μπαλόνια ανεβαίνουν και τα αεροπλάνα πετούν.

Η πίεση σχετίζεται άμεσα με την πυκνότητα. Πιο συγκεκριμένα, η πίεση είναι ίση με το προϊόν της πυκνότητας και την επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (p =ρG). Επομένως, καθώς ο αέρας γίνεται λιγότερο πυκνός, η πίεση του μειώνεται επίσης.

Η μέση ατμοσφαιρική πίεση της στάθμης της θάλασσας είναι περίπου 14,7 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα (PSI). Στα 18.000 πόδια, η ατμοσφαιρική πίεση είναι μόνο περίπου το ήμισυ αυτού που βρίσκεται σε επίπεδο θάλασσας (7,35 psi). Αυτό σημαίνει ότι ο αέρας στα 18.000 πόδια είναι περίπου μισό τόσο πυκνό όσο ο αέρας στο επίπεδο της θάλασσας.

Η θερμοκρασία διαδραματίζει επίσης ρόλο στην πυκνότητα του αέρα. Ο ζεστός αέρας είναι λιγότερο πυκνός από τον κρύο αέρα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια ζεστού αέρα κινούνται πιο γρήγορα από τα μόρια του ψυχρού αέρα και επομένως έχουν περισσότερη ενέργεια. Ως αποτέλεσμα, απλώνουν περισσότερο και παίρνουν περισσότερο χώρο, καθιστώντας τον αέρα λιγότερο πυκνό.

Επομένως, η πυκνότητα του αέρα μειώνεται με το ύψος λόγω των ακόλουθων λόγων:

- Μειωμένη πίεση αέρα

- Αυξημένη θερμοκρασία