Для определения плотности воздуха на высоте 10 км, можно воспользоваться уравнением состояния для идеального газа, которое в общем виде выглядит так:
\[ p = \rho R T \]
где:
- \( p \) — давление (в Паскалях),
- \( \rho \) — плотность (в кг/м³),
- \( R \) — газовая постоянная для воздуха (примерно 287 Дж/(кг·К)),
- \( T \) — температура (в Кельвинах).
Сначала нужно перевести температуру из градусов Цельсия в Кельвины: \[ T = -43°С + 273,15 = 230,15 \, K \]
Теперь используем давление на высоте 10 км. Давление 306 гПа равно 30600 Па.
Теперь подставляем значения в уравнение состояния:
\[ 30600 \, Pa = \rho \cdot 287 \, \frac{J}{kg \cdot K} \cdot 230,15 \, K \]
Из этого уравнения можно выразить плотность \( \rho \):
\[ \rho = \frac{30600}{287 \cdot 230,15} \]
Теперь вычислим числитель и знаменатель:
- \( 287 \cdot 230,15 \approx 66000,05 \)
- Теперь рассчитываем плотность: \[ \rho = \frac{30600}{66000,05} \approx 0,463 \, kg/m³ \]
Таким образом, плотность воздуха на высоте 10 км составляет примерно \( 0,463 \, kg/m³ \).