Propriétés de l’air sec selon la température et la pression

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Propriétés thermodynamiques et de transport de l'air sec à pression atmosphérique (1 atm / 101,325 kPa) en fonction de la température absolue. Les données couvrent de 175 K à 1900 K et incluent les chaleurs spécifiques, la viscosité, la conductivité thermique, le nombre de Prandtl, la viscosité cinématique, la masse volumique et la diffusivité thermique. L'air sec est traité comme un mélange de gaz parfaits (environ 78 % N₂, 21 % O₂, 1 % Ar en volume) avec une constante spécifique du gaz de 287,058 J/(kg·K).

La source originale décrit la conductivité thermique comme une mesure de la rapidité avec laquelle un matériau peut absorber la chaleur de son environnement, et présente les propriétés de l'air sec à une atmosphère de 175 K à 1900 K. Elle mentionne également des références connexes sur la viscosité : Air - Absolute and Kinematic Viscosity - SI & Imperial Units et Air - Absolute and Kinematic Viscosity - Imperial Units.

Pour le tableau complet avec le rapport des chaleurs spécifiques, la conductivité thermique, le nombre de Prandtl, la viscosité cinématique, la masse volumique et la diffusivité, la page originale indique : rotate the screen. Le tableau source restauré ci-dessous conserve ces colonnes dans la page migrée.

Formules clés

Masse volumique d'un gaz parfait

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

Masse volumique de l'air sec à partir de la pression et de la température absolue, où $R_{\text{air}} = 287.058\;\text{J/(kg·K)}$.

Variation d'enthalpie

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

Variation d'enthalpie sur un intervalle de température, en utilisant la chaleur spécifique à pression constante.

Rapport des chaleurs spécifiques

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

Rapport des chaleurs spécifiques ; tend vers 1,4 aux basses températures et diminue avec l'augmentation de la température à mesure que les modes d'énergie interne s'activent.

Loi de Sutherland pour la viscosité

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

Viscosité dynamique approchée de l'air, avec la viscosité de référence $\mu_0$ à la température $T_0$ et la constante de Sutherland $S \approx 110.4\;\text{K}$.

Variables

Propriétés de l'air sec à 1 atm

Tendances des propriétés

Calculateur de densité de l'air

Utiliser la loi des gaz parfaits pour calculer la densité à toute pression et température.

Tables de source originale restaurées

Les tables suivantes sont restaurées à partir de la page source originale afin de préserver les données de référence complètes.

Air sec - Propriétés thermodynamiques et physiques

Notes d'ingénierie

• Dépendance à la pression. Les valeurs tabulées supposent 1 atm. À des pressions élevées, la densité varie linéairement avec la pression (gaz parfait), mais la viscosité et la conductivité thermique sont presque indépendantes de la pression pour des plages modérées.
• Effets de l'humidité. L'air humide est moins dense que l'air sec à la même température et pression parce que la vapeur d'eau (M = 18.015 g/mol) est plus légère que la molécule d'air moyenne (M ≈ 28.97 g/mol). Utilisez des propriétés corrigées pour l'humidité pour les calculs de CVC et psychrométriques.
• Augmentation de la chaleur spécifique. À basses températures, seuls les modes translationnels et rotationnels contribuent. Au-dessus de ~500 K, les modes vibrationnels s'activent progressivement, augmentant à la fois $c_p$ et $c_v$ et réduisant le rapport $k$.
• Plateau du nombre de Prandtl. Pour l'air, Pr reste dans la plage étroite de 0.68 à 0.73 sur toute la plage de température, en en faisant une constante pratique dans de nombreuses corrélations de transfert de chaleur par convection.
• Viscosité cinématique. Les valeurs marquées d'un exposant 1 dans la source sont à pression atmosphérique. Parce que $\nu = \mu/\rho$, elle augmente fortement avec la température à mesure que la densité diminue.
• Dissociation à haute température. Au-dessus d'environ 2000 K, O₂ et N₂ commencent à se dissocier et les tables de propriétés du gaz parfait deviennent peu fiables. Utilisez des codes d'équilibre thermochimique pour les applications de combustion et de plasma.

Références

• Source originale : Boîte à outils d'ingénierie — Propriétés de l'air sec