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 ).