[Править] Взаимосвязи в пределах модели идеального газа

Влияние температуры на свойства воздуха на ур. моря
Температура	Скорость звука	Плотность воздуха (из ур. Клапейрона)	Акустическое сопротивление
, С	c, м·сек^−1	ρ, кг·м^−3	Z, Н·сек·м^−3
+35	351,96	1,1455	403,2
+30	349,08	1,1644	406,5
+25	346,18	1,1839	409,4
+20	343,26	1,2041	413,3
+15	340,31	1,2250	416,9
+10	337,33	1,2466	420,5
+5	334,33	1,2690	424,3
±0	331,30	1,2920	428,0
-5	328,24	1,3163	432,1
-10	325,16	1,3413	436,1
-15	322,04	1,3673	440,3
-20	318,89	1,3943	444,6
-25	315,72	1,4224	449,1

[Править] Температура, давление и плотность

Плотность сухого воздуха может быть вычислена с использованием уравнения Клапейрона для идеального газа при заданных температуре и давлении:

Здесь ρ — плотность воздуха, M — молярная масса (29-для сухого воздуха),p — абсолютное давление, R — универсальная газовая постоянная, T — абсолютная температура в Кельвинах. Таким образом подстановкой получаем:

• при стандартной атмосфере Международного союза теоретической и прикладной химии (температуре 0 °С, давлении 100 кПа, нулевой влажности) плотность воздуха 1,2754 ^кг⁄_м³;

• при 20 °C, 101,325 кПа и сухом воздухе плотность атмосферы составляет 1,2041 ^кг⁄_м³.

В приведенной таблице даны различные параметры воздуха, вычисленные на основании соответствующих элементарных формул, в зависимости от температуры (давление взято за 101,325 кПа )

[Править] Влияние влажности воздуха

Под влажностью понимается наличие в воздухе газообразного водяного пара, парциальное давление которого не превосходит давления насыщенного пара для данных атмосферных условий. Добавление водяного пара в воздух приводит к уменьшению его плотности, что объясняется более низкой молярной массой воды (18 ^гр⁄_мол) по сравнению с молярной массой сухого воздуха (29 ^гр⁄_мол).^[1] Влажный воздух может рассматриваться как смесь идеальных газов, комбинация плотностей каждого из которых позволяет получить требуемое значение для их смеси.^[2] Подобная интерпретация позволяет определение значения плотности с уровнем ошибки менее 0,2% в диапазоне температур от −10 °C до 50 °C и может быть выражена следующим образом:^[2]

где — плотность влажного воздуха (^кг⁄_м³); p_d — парциальное давление сухого воздуха (Па); R_d — универсальная газовая постоянная для сухого воздуха (287,058 ^Дж⁄_(кг·К)); T — температура (K); p_v — давление водяного пара (Па) и R_v — универсальная постоянная для пара (461,495 ^Дж⁄_(кг·К)). Давление водяного пара может быть определено исходя из относительной влажности:

где p_v — давление водяного пара; ϕ — относительная влажность и p_sat — парциальное давление насыщенного пара, последнее может быть представлено в виде следующего упрощенного выражения:^[2]

которое дает результат в миллибарах. Давление сухого воздуха p_d определяется простой разницей:

где p обозначает абсолютное давление рассматриваемой системы.