Como calcular a massa de ar em um pneu cheio de ar
Calculando a massa de ar é relativamente simples, porque, devido à sua composição química, o ar tem uma massa molecular estabelecido em diferentes condições de pressão e de volume. À pressão normal e temperatura (STP), por exemplo, de ar tem um volume molar de 22,4 litros (decímetros cúbicos) e uma massa molar de 29 gramas. Ou seja, se você tomou 29 gramas de ar na STP, seria espalhados por 22,4 litros. Esta relação pode ser facilmente utilizado para determinar a massa de qualquer volume de ar a uma determinada pressão.
Coisas que você precisa
- Fita métrica
- Medidor de pressão
- Calculadora ou arranhão de papel
Volume
Medir os dois diâmetros do pneu. O diâmetro é um corte transversal central de um círculo. Para o diâmetro externo do pneu, use a sua fita métrica para saber a distância a partir do final do pneu para o outro. Para o diâmetro interno, use a sua fita métrica para saber a distância de uma ponta da calota para o outro.
O diâmetro é a distância entre as bordas exteriores de um círculo. Calcular o volume dos dois cilindros com a equação de volume padrão, onde o volume de pi = x raio quadrado x altura. Para cada cilindro, você usará 3.14 como um valor aproximado de pi. Para cada raio, basta dividir o diâmetro que foram medidos no Passo 1 por dois. Para o raio ao quadrado, multiplicar esse número por si só. Para cada altura, utilize os diâmetros você medida no passo 1. Você terá duas medições diferentes aqui, uma base no espaço do pneu cheio, e uma base no espaço da calota.
Calcular o volume da área preenchida com ar. Com as duas medições encontrados na Etapa 2, encontrar a diferença de volume. Subtrair o volume do cilindro mais pequeno a partir do volume do cilindro de maior para determinar o volume exacto do espaço no interior do pneu que está, na verdade, preenchido com ar.
Pressão
Determinar a pressão do pneu com um calibre. Para estimativas, um pneu bem insuflado tem cerca de 30 PSI, ou libras por polegada quadrada de pressão, ou duas vezes condições STP. Portanto, se a temperatura e pressão normal, 29 gramas de ar tomar-se 22,4 litros (cerca de 1,3 gramas / litro), a 30 psi a taxa é o dobro ou 2,6 gramas / litro.
Calcular a massa. Onde a massa de volume = x densidade, multiplicar o volume (que se encontra no Passo 3 da secção 1) pela densidade (encontrado no Passo 1 da secção 2).
Verifique se o seu trabalho contra um exemplo. Por exemplo, supondo que a pressão do pneu 30 PSI e uma densidade de 2,6 gramas por litro, e um volume de pneu padrão de dez litros, a massa total de ar seria de 26 gramas (2,6 gramas / litro x 10 litros = 26 gramas). A massa de ar deve ser relativamente baixo, a menos que a pressão é extremamente elevado.
dicas avisos
- Lembre-se que em STP, ar pesa praticamente nada, devido à sua flutuabilidade. Esperar baixos números de massa de ar mesmo se a pressão do pneu é bem acima STP.
- Para medições exactas, que possa facilmente converter psi em métricas (gramas por litro), com uma tabela de conversão, a fim de utilizar massas químicas expressas no sistema métrico.
- Lembrar que apenas a parte exterior do cilindro anterior pelo pneu é preenchida com ar. Você deve se lembrar de subtrair o volume interno do cilindro formado pelos raios.
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