Eigenschaften trockener Luft bei verschiedenen Temperaturen und Drücken

Überblick

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Thermodynamische und Transporteigenschaften trockener Luft bei Atmosphärendruck (1 atm / 101,325 kPa) als Funktion der absoluten Temperatur. Die Daten umfassen 175 K bis 1900 K und decken spezifische Wärmekapazitäten, Viskosität, Wärmeleitfähigkeit, Prandtl-Zahl, kinematische Viskosität, Dichte und Temperaturleitfähigkeit ab. Trockene Luft wird als ideale Gasmischung (ca. 78% N₂, 21% O₂, 1% Ar nach Volumen) mit einer spezifischen Gaskonstante von 287,058 J/(kg·K) behandelt.

Die Originalquelle beschreibt die Wärmeleitfähigkeit als Maß dafür, wie schnell ein Material Wärme aus seiner Umgebung aufnehmen kann, und zeigt die Eigenschaften trockener Luft bei einem Atmosphärendruck von 175 K bis 1900 K. Sie verweist auch auf verwandte Viskositätsreferenzen: Luft – Absolute und kinematische Viskosität – SI- & Imperial-Einheiten und Luft – Absolute und kinematische Viskosität – Imperial-Einheiten.

Für die vollständige Tabelle mit Verhältnis der spezifischen Wärmekapazitäten, Wärmeleitfähigkeit, Prandtl-Zahl, kinematischer Viskosität, Dichte und Diffusivität vermerkt die Originalseite: Bildschirm drehen. Die wiederhergestellte Quellentabelle unten bewahrt diese Spalten auf der migrierten Seite.

Wichtige Formeln

Ideale Gasdichte

$\rho = \frac{P}{R_{\text{air}} \cdot T}$

Dichte trockener Luft aus Druck und absoluter Temperatur, wobei $R_{\text{air}} = 287,058\;\text{J/(kg·K)}$.

Enthalpieänderung

$\Delta h = c_p \cdot \Delta T$

Enthalpieänderung über ein Temperaturintervall unter Verwendung der spezifischen Wärmekapazität bei konstantem Druck.

Verhältnis der spezifischen Wärmekapazitäten

$k = \frac{c_p}{c_v}$

Verhältnis der spezifischen Wärmekapazitäten; nähert sich bei niedrigen Temperaturen 1,4 an und nimmt mit steigender Temperatur ab, da innere Energieniveaus aktiviert werden.

Sutherlands Gesetz für die Viskosität

$\mu = \mu_0 \left(\frac{T}{T_0}\right)^{1.5} \frac{T_0 + S}{T + S}$

Ungefähre dynamische Viskosität von Luft, mit Referenzviskosität $\mu_0$ bei Temperatur $T_0$ und Sutherland-Konstante $S \approx 110,4\;\text{K}$.

Variablen

Eigenschaften trockener Luft bei 1 atm

Eigenschaftstrends

Luftdichte-Rechner

Verwenden Sie das ideale Gasgesetz, um die Dichte bei beliebigem Druck und Temperatur zu berechnen.

Wiederhergestellte Original-Quelltabellen

Die folgenden Tabellen werden von der Originalquellenseite wiederhergestellt, um die vollständigen Referenzdaten zu erhalten.

Trockene Luft - Thermodynamische und physikalische Eigenschaften

Technische Hinweise

• Druckabhängigkeit. Die tabellierten Werte gelten für 1 atm. Bei erhöhtem Druck skaliert die Dichte linear mit dem Druck (ideales Gas), doch Viskosität und Wärmeleitfähigkeit sind über mäßige Druckbereiche nahezu druckunabhängig.
• Feuchteeinflüsse. Feuchte Luft ist bei gleicher Temperatur und gleichem Druck weniger dicht als trockene Luft, da Wasserdampf (M = 18,015 g/mol) leichter ist als das durchschnittliche Luftmolekül (M ≈ 28,97 g/mol). Verwenden Sie feuchtekorrigierte Stoffwerte für HLK- und psychrometrische Berechnungen.
• Anstieg der spezifischen Wärme. Bei niedrigen Temperaturen tragen nur translatorische und rotatorische Freiheitsgrade bei. Oberhalb von ~500 K werden schrittweise Schwingungsmodi aktiviert, wodurch sowohl $c_p$ als auch $c_v$ steigen und das Verhältnis $k$ abnimmt.
• Plateau der Prandtl-Zahl. Bei Luft bleibt Pr über den gesamten Temperaturbereich im engen Bereich von 0,68–0,73, was sie in vielen Korrelationen für konvektiven Wärmeübergang zu einer praktischen Konstanten macht.
• Kinematische Viskosität. Werte, die in der Quelle mit hochgestellter 1 markiert sind, gelten bei Atmosphärendruck. Da $\nu = \mu/\rho$, steigt sie mit der Temperatur stark an, da die Dichte abnimmt.
• Dissoziation bei hohen Temperaturen. Oberhalb von etwa 2000 K beginnen O₂ und N₂ zu dissoziieren, und die Stoffwerttabellen für ideale Gase werden unzuverlässig. Verwenden Sie thermochemische Gleichgewichtscodes für Verbrennungs- und Plasmaanwendungen.

Referenzen

• Originalquelle: Engineering ToolBox — Dry Air Properties