Introducción
¿Necesita calcular la densidad del aire húmedo para sus mediciones o calibraciones?
Si es así, esta guía es para ti.
Gracias a mi experiencia en un laboratorio de calibración acreditado y como consultor en incertidumbre de medición, solía calcular la densidad del aire húmedo constantemente. Esta se utiliza en muchas funciones de medición comunes relacionadas con:
- Masa,
- Volumen,
- Presión,
- Fluir, y
- Sonido.
Generalmente, los cálculos de densidad del aire se requieren para corregir la flotabilidad del aire, ya sea por masa o peso muerto. En otras ocasiones, se utilizan para estandarizar mediciones de caudal volumétrico o corregir mediciones de presión y nivel sonoro.
Saber cómo calcular la densidad del aire y su incertidumbre asociada puede ser vital para algunos laboratorios. Por ello, he elaborado esta guía para que sirva como referencia rápida a la siguiente información:
Tabla de contenido
Siéntete libre de hacer clic en los enlaces a continuación para saltar a una sección específica.
- ¿Qué es la densidad del aire húmedo?
- ¿Por qué es importante la densidad del aire húmedo?
- Documentos importantes sobre la densidad del aire
- Cómo calcular la densidad del aire húmedo
- Incertidumbre de la densidad del aire húmedo
- Fuentes de incertidumbre para la densidad del aire húmedo
- Comparación de métodos para evaluar la incertidumbre de la densidad del aire
- Respuestas a preguntas frecuentes
¿Qué es la densidad del aire húmedo?
La densidad del aire o densidad atmosférica, representada por ρ (símbolo rho), es la masa por unidad de volumen de la atmósfera de la Tierra en un punto y tiempo determinados.
La densidad del aire húmedo, también conocida como densidad del aire húmedo, tiene en cuenta la cantidad de contenido de agua o humedad en el aire.
En muchos casos, las mediciones se realizan en aire húmedo (no en aire seco). Por lo tanto, no es adecuado utilizar la densidad del aire seco. En su lugar, se debe utilizar la densidad del aire húmedo. De lo contrario, los resultados de las mediciones pueden ser erróneos.
Relaciones comunes de la densidad del aire
A continuación se presentan algunas relaciones comunes entre la densidad del aire y otros factores.
- La densidad del aire es inversamente proporcional a los cambios de altitud.
- La densidad del aire es directamente proporcional a los cambios de presión.
- La densidad del aire es directamente proporcional a los cambios de volumen.
- La densidad del aire es inversamente proporcional a los cambios de temperatura.
- La densidad del aire es inversamente proporcional a los cambios de humedad.
Directamente proporcional significa que ambas cantidades aumentarán o disminuirán simultáneamente al mismo ritmo. Por ejemplo, si la presión atmosférica aumenta, la densidad del aire también aumentará.
Inversamente proporcional significa que cuando una cantidad aumenta o disminuye, la otra cantidad cambia en sentido opuesto a una velocidad que mantiene un producto constante. Por ejemplo, si la temperatura del aire aumenta, la densidad del aire disminuye, y viceversa.
Densidad del aire a temperatura y presiones de referencia
La tabla a continuación muestra la densidad del aire a referencias de temperatura y presión estándar y normales. Hay muchas más, pero estas son las más comunes que he utilizado. Cada uno de estos valores se calculó utilizando la fórmula simplificada del CIPM , por lo que están sujetos a cierta incertidumbre (lo abordaré más adelante).
| Temperatura y presión estándar (101,325 kPa, 0 °C, 0 % HR) | 1,29269 kg/ m3 |
| Temperatura y presión normales (a nivel del mar) (101,325 kPa, 15 °C, 0 % HR) | 1,22539 kg/ m3 |
| Temperatura y presión normales (101,325 kPa, 0 °C, 0 % HR) | 1,19929 kg/ m3 |
| Temperatura y presión normales (14,696 psia, 70 °F, 0 % HR) | 0,0748863 libras/pie cúbico |
| Temperatura y presión normales (101,325 kPa, 25 °C, 50 % HR) | 1,17736 kg/ m3 |
¿Por qué es importante la densidad del aire?
La densidad del aire es importante porque se utiliza en numerosas aplicaciones científicas y metrológicas. Cuando la precisión y exactitud en los resultados de pruebas o calibraciones son cruciales , es necesario estimar con precisión la densidad del aire.
Por lo tanto, no se debe utilizar una estimación típica de 1,2 kg/ m³ . No es adecuada para actividades de laboratorio donde se requiere una incertidumbre de medición mínima.
A continuación, he creado una lista de varias funciones de medición donde comúnmente se utiliza la densidad del aire para garantizar resultados de medición precisos.
Se utiliza en muchas aplicaciones científicas, entre ellas:
- Corrección de la flotabilidad del aire
- Par motor con palanca, sistema de peso muerto
- Comprobador de presión con peso muerto
- Fuerza a través del peso muerto
- Calibración de masas
- Calibración de escala
- Factores de corrección
- Calibración de pipetas, factor de corrección Z
- Medidas de capacidad volumétrica
- Flujo volumétrico (líquido y gas)
- Flujo másico (líquido y gas)
- Humedad relativa
- Presión medida mediante transductores o manómetros
- Velocidad del sonido
- Medición del nivel de sonido
- Calibración de longitud y planitud mediante láser – Índice de refracción del aire
- Calibración de planitud mediante un autocolimador – Índice de refracción del aire
Documentos importantes sobre la densidad del aire
Esta sección incluye una lista de documentos importantes relacionados con la fórmula de la densidad del aire. Si bien existen otros documentos, estos son los mejores recursos para quienes buscan la fórmula de la densidad del aire húmedo y su incertidumbre asociada.
Actas de la 96ª Reunión del CIPM (2007)
Este documento es la versión en inglés de los resultados de la reunión del Comité Internacional de Pesas y Medidas celebrada del 7 al 9 de noviembre de 2007. La sección 8.2 incluye información sobre la presentación de la nueva fórmula de densidad del aire.
Fórmula revisada para la densidad del aire húmedo (CIPM 2007) – NIST
Este artículo de la revista Metrologia (volumen 45, 2008, páginas 149-155) cubre la siguiente información:
- Sección 2.1: La ecuación CIPM-2007
- Sección 2.2: Incertidumbre de la ecuación CIPM-2007
- Sección 3: Comparación con la ecuación CIPM-81/91
OIML R111-1 – Pesos de las clases E1, E2, F1, F2, M1, M1–2, M2, M2–3 y M3
Anexo E: Fórmula CIPM y una fórmula de aproximación
En la OIML R111-1, Anexo E, encontrará la siguiente información:
- Anexo E.1: La fórmula CIPM para la densidad del aire húmedo
- Anexo E.3: Fórmula de aproximación para la densidad del aire (fórmula CIPM simplificada)
EURAMET CG-18 – Directrices sobre la calibración de instrumentos de pesaje no automáticos
Apéndice A – CONSEJOS PARA LA ESTIMACIÓN DE LA DENSIDAD DEL AIRE
En el Apéndice A del Euramet CG-18, encontrará información para la estimación de la densidad del aire, incluyendo:
- Apéndice A1.1: Versión simplificada de la fórmula CIPM,
- Apéndice A2: Incertidumbres relacionadas con la presión, la temperatura y la humedad,
- Apéndice A3: Incertidumbre de la densidad del aire
Cómo calcular la densidad del aire húmedo
Para calcular la densidad del aire húmedo, tienes dos opciones; utilizar:
- Fórmula CIPM 2007, o
- Fórmula simplificada CIPM 2007.
Muchas normas y guías recomiendan usar la fórmula simplificada del CIPM; y estoy de acuerdo. Es la mejor opción para la mayoría de los laboratorios y sus actividades.
Por lo tanto, esta guía se centrará en mostrarle cómo calcular la densidad del aire húmedo mediante la fórmula simplificada del CIPM. En esta sección, aprenderá lo siguiente:
- Fórmula de densidad del aire húmedo (fórmula CIPM simplificada),
- Instrucciones paso a paso para calcular la densidad del aire,
- Evaluación de la incertidumbre de la densidad del aire húmedo y
- Cálculos de ejemplo.
Fórmula de densidad del aire húmedo
A continuación, encontrará la fórmula simplificada del CIPM para calcular la densidad del aire húmedo. Esta fórmula se encuentra comúnmente en las guías OIML R111 y EURAMET CG-18 .
Versión simplificada de la fórmula CIPM, versión exponencial
De OIML R111 [4], sección E3
ρ a = Densidad del aire húmedo (kg/m3)
P = Presión barométrica (hPa o mbar)
H = Humedad relativa (%HR)
T = Temperatura del aire (°C)
Instrucciones para calcular la densidad del aire húmedo
Siga las instrucciones a continuación para calcular la densidad del aire húmedo según su ubicación y condiciones ambientales. He desglosado los pasos según el orden de las operaciones para garantizar la precisión de sus cálculos.
- Encuentre la presión barométrica, la temperatura del aire y la humedad relativa.
- Multiplica la presión barométrica por 0,34848.
- Multiplica la humedad relativa por 0,009.
- Multiplica la temperatura del aire por 0,061.
- Calcule la función exponencial (función exp) del resultado del paso 4.
- Multiplica los resultados del paso 3 y el paso 5.
- Resta el resultado del paso 2 por el paso 6.
- Añade 273,15 a la temperatura del aire.
- Divida el resultado del paso 7 por el paso 8.
Ejemplo de cálculo de la densidad del aire húmedo
En la imagen de abajo, calculé la densidad del aire húmedo utilizando la fórmula CIPM simplificada.
Para este ejemplo se utilizaron las siguientes condiciones ambientales:
- Presión barométrica: 1013,25 hPa
- Temperatura del aire: 20 °C
- Humedad relativa: 50 % HR
La calculadora arrojó un resultado de 1,19929 kg/m 3 .
Mira el rectángulo rojo en la imagen de abajo para ver el resultado.
¡Haga clic aquí para descargar la calculadora de densidad del aire gratis!
Incertidumbre de la densidad del aire húmedo
Al calcular la densidad del aire húmedo, generalmente se debe evaluar la incertidumbre asociada. Esto suele respaldar otro análisis de incertidumbre.
Para estimar la incertidumbre de la densidad del aire, se deben considerar cuatro factores:
- Incertidumbre de la presión barométrica,
- Incertidumbre de la temperatura del aire,
- Incertidumbre de humedad relativa y
- Incertidumbre de la fórmula
La mejor guía para estimar la incertidumbre de la densidad del aire es EURAMET CG-18. Abarca toda la información necesaria e incluye una tabla de referencia rápida para encontrar rápidamente la incertidumbre.
Fórmula de incertidumbre de la densidad del aire
A continuación encontrará la sección EURAMET CG-18 que proporciona la fórmula para calcular la incertidumbre de la densidad del aire.
Si la fórmula A3-1 parece intimidante, entonces puede que desees utilizar la fórmula simplificada que se encuentra en A3-2 en la parte inferior de la imagen.
Método n.° 1: Una forma sencilla de calcular la incertidumbre de la densidad del aire
Si no le interesa evaluar su propia incertidumbre de densidad del aire, puede utilizar la tabla a continuación. Es la tabla del Apéndice A de EURAMET CG-18.
Instrucciones
Utilizando la tabla anterior, siga las instrucciones a continuación:
- Calcula la densidad del aire,
- Encuentra las variaciones de temperatura y humedad similares a tu entorno,
- En la misma fila, encuentre el coeficiente de sensibilidad a la incertidumbre de la densidad del aire (última columna),
- Multiplique la densidad del aire por el coeficiente de sensibilidad a la incertidumbre.
El resultado es la incertidumbre de la densidad del aire.
Método n.° 2: Una forma más precisa de calcular la incertidumbre de la densidad del aire
Si necesita una estimación precisa de la incertidumbre de la densidad del aire, deberá evaluarla usted mismo. Para ello, deberá propagar las siguientes incertidumbres mediante la fórmula de la densidad del aire:
- Incertidumbre de la presión barométrica,
- Incertidumbre de la temperatura del aire,
- Incertidumbre de humedad relativa y
- Incertidumbre de la fórmula simplificada del CIPM
Instrucciones
Utilizando la tabla anterior, siga las instrucciones a continuación:
- Calcula la densidad del aire,
- Determinar la incertidumbre asociada con los siguientes contribuyentes:
- Presión barométrica,
- Temperatura del aire,
- Humedad relativa y
- Fórmula
- Propagar las incertidumbres a través de la fórmula de densidad del aire,
- Determinar la magnitud de cada incertidumbre en:
- la misma unidad de medida que la densidad del aire, o
- un término relativo a la densidad del aire calculada (por ejemplo, porcentaje).
- Convierte cada incertidumbre en una incertidumbre estándar,
- Calcule la incertidumbre estándar combinada utilizando el método RSS.
El resultado es la incertidumbre de la densidad del aire en un intervalo de confianza del 68 %, donde k = 1.
Fuentes de incertidumbre para la densidad del aire húmedo
Si planea calcular la incertidumbre de la densidad del aire húmedo utilizando el método n.° 2 (en la sección anterior), necesita conocer las fuentes de incertidumbre y cómo evaluarlas.
La información de esta sección se basa en EURAMET CG-18, Apéndice A y debería ayudarle a determinar la incertidumbre asociada con las siguientes fuentes de incertidumbre:
- Incertidumbre de la presión barométrica,
- Incertidumbre de la temperatura del aire,
- Incertidumbre de humedad relativa y
- Incertidumbre de la fórmula simplificada del CIPM
Incertidumbre de la presión barométrica
Para estimar la incertidumbre de la presión barométrica, tiene dos opciones:
- La incertidumbre del barómetro utilizado para monitorear el medio ambiente, o
- La incertidumbre de la presión barométrica del CIPM 2007.
Incertidumbre del barómetro
Si utiliza un barómetro para monitorear la presión barométrica y calcular la densidad del aire húmedo, entonces utilice la incertidumbre de las capacidades de medición del barómetro.
Incertidumbre del barómetro de la estación meteorológica
Si no tiene barómetro, puede usar las lecturas de presión barométrica de la estación meteorológica local o del aeropuerto. En este caso, desconoce la incertidumbre de medición asociada a la lectura de presión barométrica.
Así, el EURAMET CG-18 afirma que la incertidumbre estándar es de 10 hPa (con un 68 % de confianza, donde k = 1).
En la imagen a continuación, verá un extracto sobre la incertidumbre de la presión barométrica del EURAMET CG-18.
Como alternativa, el procedimiento operativo estándar 2 de la norma NISTIR 6969 establece que la incertidumbre estándar de la presión atmosférica es de 6,65 hPa (con un 68 % de confianza, donde k = 1). Véase la tabla 3 en la imagen a continuación.
Cualquiera de estas incertidumbres puede utilizarse en su evaluación. Sin embargo, normalmente utilizo 10 hPa.
Incertidumbre de la temperatura
Para estimar la incertidumbre de la temperatura del aire, tiene dos opciones:
- La incertidumbre del termómetro utilizado para monitorear el medio ambiente, o
- El intervalo medio de los límites de control ambiental.
Incertidumbre del termómetro
Si monitorea el ambiente con un termómetro y corrige sus resultados en función de la temperatura real del aire, entonces considere usar la incertidumbre de su termómetro para la incertidumbre de la temperatura.
Debería poder encontrar la incertidumbre del termómetro a partir de sus presupuestos de incertidumbre o del alcance de acreditación de incertidumbres de CMC .
Si no dispone de ninguno de estos, puede usar la precisión de su termómetro como alternativa en el peor de los casos. Sin embargo, si la temperatura contribuye significativamente a la incertidumbre, debe realizar un análisis completo de la misma para asegurarse de no subestimarla.
Límites de control ambiental
Para estimar la incertidumbre en función de los límites de control ambiental, busque los límites de control de temperatura para su laboratorio o la actividad que está realizando.
Por ejemplo, si los límites de control ambiental del laboratorio son (18 a 28) °C, entonces la incertidumbre de la temperatura sería de ±5 °C.
Para calcular este valor, simplemente reste el límite de temperatura superior por el límite de temperatura inferior y divida el resultado por 2. El resultado final será la incertidumbre de temperatura basada en el medio intervalo de los límites de control ambiental.
Caracterizar la incertidumbre como una incertidumbre tipo B con una distribución rectangular y un divisor igual a la raíz cuadrada de 3 de acuerdo con el JCGM 100:2008, sección 4.3.7 .
A continuación se muestra una fórmula simplificada para determinar la incertidumbre estándar de la temperatura.
En la imagen a continuación, verá un extracto del EURAMET CG-18 que respalda esta técnica de evaluación. Observará que simplemente se usa el divisor (en la fórmula) con la raíz cuadrada de 12, que matemáticamente equivale a dos por la raíz cuadrada de tres.
Incertidumbre de la humedad
Para estimar la incertidumbre de la humedad, tiene dos opciones:
- La incertidumbre del higrómetro utilizado para monitorear el medio ambiente, o
- El intervalo medio de los límites de control ambiental.
Incertidumbre del higrómetro
Si monitorea el ambiente con un higrómetro, entonces considere usar la incertidumbre de su higrómetro para la incertidumbre de la humedad.
Debería poder encontrar la incertidumbre del higrómetro a partir de sus presupuestos de incertidumbre o del alcance de acreditación de las incertidumbres de CMC.
Si no dispone de ninguno de estos, puede usar la precisión de su higrómetro como alternativa en el peor de los casos. Sin embargo, si la humedad contribuye significativamente a la incertidumbre (lo cual no es común), debe realizar un análisis completo de la incertidumbre al medir la humedad relativa con su higrómetro para asegurarse de no subestimarla.
Límites de control ambiental
Para estimar la incertidumbre en función de los límites de control ambiental, busque los límites de control de humedad para su laboratorio o la actividad que está realizando.
Por ejemplo, si los límites de control ambiental del laboratorio para la humedad son (20 a 80) %HR, entonces la incertidumbre de la humedad sería ±30 %HR.
Para calcular este valor, simplemente reste el límite de humedad superior por el límite de humedad inferior y divida el resultado por 2. El resultado final es la incertidumbre de la humedad basada en el medio intervalo de los límites de control ambiental.
Caracterizar la incertidumbre como una incertidumbre tipo B con una distribución rectangular y un divisor igual a la raíz cuadrada de 3 de acuerdo con el JCGM 100:2008, sección 4.3.7.
A continuación se muestra una fórmula simplificada para determinar la incertidumbre estándar de la humedad.
En la imagen a continuación, verá un extracto del EURAMET CG-18 que respalda esta técnica de evaluación. Observará que simplemente se usa el divisor (en la fórmula) con la raíz cuadrada de 12, que matemáticamente equivale a dos por la raíz cuadrada de tres.
Incertidumbre de la fórmula
Según EURAMET CG-18, la incertidumbre asociada con la fórmula CIPM simplificada es igual al producto de multiplicar el valor de la densidad del aire por el coeficiente de sensibilidad 0,00024.
Por ejemplo, multiplicar 0,00024 por una densidad del aire igual a 1,2 kg/m3 daría como resultado una incertidumbre de fórmula de 0,000288 kg/m 3 .
Para simplificarlo, convierta el coeficiente de sensibilidad a un porcentaje o 0,024 % del valor .
Además, asegúrese de tener en cuenta que la incertidumbre es una incertidumbre estándar con un intervalo de confianza del 68 % donde k = 1 .
En la siguiente imagen se proporciona un extracto del EURAMET CG-18 sobre la incertidumbre de la fórmula.
Resumen
Basándome en la información de esta sección, he compilado una lista de las fuentes de incertidumbre y su magnitud para condiciones ambientales comunes.
En la siguiente tabla, encontrará las incertidumbres recomendadas para los siguientes tipos de entornos:
- Entorno de laboratorio altamente controlado,
- Entorno de laboratorio controlado típico,
- Entorno de campo típico no controlado y
- Entorno de campo extremo no controlado.
Aviso legal: Estas son incertidumbres recomendadas para condiciones ambientales comunes. Sus incertidumbres reales pueden variar.
Incertidumbres de las condiciones ambientales comunes
| Fuente de incertidumbre | Altamente controlado | Controlado (típico) | Sin control (campo típico) | Extremo |
| Presión barométrica | ± 10 hPa | ± 10 hPa | ± 10 hPa | ± 10 hPa |
| Temperatura | ± 2 °C | ± 5 °C | ± 10 °C | ± 20 °C |
| Humedad | ± 10 %HR | ± 20 %HR | ± 100 %HR | ± 100 %HR |
| Fórmula | p a 2×10 -4 | p a 2×10 -4 | p a 2×10 -4 | p a 2×10 -4 |
Comparación de métodos para evaluar la incertidumbre de la densidad del aire
Normalmente, estimo la incertidumbre de la densidad del aire mediante un análisis de un factor a la vez (OFAT) . Sin embargo, es mucho más sencillo utilizar la tabla del EURAMET CG-18.
La razón por la que lo evalúo yo mismo es porque muchos de mis clientes tienen una variedad de límites de control ambiental que no coinciden con la tabla CG-18.
Análisis de un factor a la vez
Al estimar la incertidumbre , suelo utilizar un análisis de un factor a la vez. Esta técnica utiliza experimentos replicados para evaluar la incertidumbre de cada factor (uno a la vez). Algunos lo denominan el método de Kragten .
Así, evalué la incertidumbre de cada variable (cantidad de entrada) individualmente para determinar su efecto en la densidad de aire húmedo calculada. Posteriormente, las incertidumbres se combinaron mediante el método RSS para determinar la incertidumbre estándar combinada (IC del 68 %, k = 1).
Experimento factorial completo
Otra técnica que suelo utilizar es el diseño de experimentos factorial completo . Este método evalúa una combinación de experimentos replicados en los extremos de cada variable (cantidad de entrada) para determinar los coeficientes de sensibilidad de cada variable y una ecuación de predicción para el proceso.
Es excelente para optimizar un proceso y se utiliza comúnmente en pruebas sólidas e ingeniería sólida.
Así pues, diseñé e implementé un experimento factorial completo para determinar los coeficientes de sensibilidad de cada variable (es decir, presión, temperatura y humedad). A continuación, multipliqué los coeficientes de sensibilidad por su incertidumbre asociada. Después, combiné las incertidumbres mediante el método RSS para determinar la incertidumbre estándar combinada (IC del 68 %, k = 1).
Tabla Euramet CG-18
Finalmente, utilicé la tabla del Apéndice A del Euramet CG-18 para determinar la incertidumbre de la densidad del aire húmedo calculada.
Cómo utilizar la tabla
La tabla es fácil de usar. Solo tiene que determinar las variaciones de temperatura y humedad y buscarlas en la tabla.
Para este ejemplo, evalué una variación de temperatura de 10 °C y una variación de humedad de 100 %HR.
Si observa la segunda y tercera columnas de la tabla, encuentre las variaciones de temperatura y humedad que coincidan con sus especificaciones. Luego, encuentre el coeficiente de sensibilidad a la incertidumbre de la densidad del aire en la última columna de la misma fila. Finalmente, multiplique el coeficiente de sensibilidad por la densidad del aire.
Los resultados
Tras evaluar la incertidumbre de la densidad del aire con cada método, decidí comparar los resultados. Sorprendentemente, la diferencia entre los resultados fue inferior al 5 % (es decir, el criterio típico para un factor contribuyente significativo a la incertidumbre ).
Por lo tanto, se podría emplear cualquiera de los métodos utilizados para evaluar la incertidumbre. Personalmente, recomendaría usar la tabla del Apéndice A del Euramet CG-18. Es una forma fácil y rápida de obtener la incertidumbre de la densidad del aire.
Observe la imagen a continuación para ver la incertidumbre estándar asociada a cada método. Además, incluí los coeficientes de sensibilidad asociados a la presión, la temperatura, la humedad y la fórmula.
Al observar los resultados, es importante saber lo siguiente:
- La incertidumbre de la densidad absoluta del aire es la incertidumbre de la densidad del aire expresada en las mismas unidades de medida que la densidad del aire húmedo calculada;
- La incertidumbre de la densidad relativa del aire es la incertidumbre de la densidad del aire expresada en unidades relativas (es decir, porcentaje) a las unidades de medida de la densidad del aire húmedo calculadas.
Preguntas frecuentes
Aquí encontrará respuestas a preguntas comunes que la gente hace sobre la densidad del aire húmedo.
¿Cuál es la diferencia entre la densidad del aire seco y la densidad del aire húmedo?
Respuesta: La diferencia entre la densidad del aire y la densidad del aire en general radica en que la densidad del aire húmedo incluye los efectos de la humedad relativa (contenido de agua) en la densidad del aire. La densidad del aire se refiere comúnmente a la densidad del aire seco y no considera el contenido de agua en el aire ambiente.
¿Cuál es la fórmula para calcular la densidad del aire húmedo?
Respuesta: La fórmula para la densidad del aire húmedo se encuentra en la OIML R111 [4], sección E3, y en Euramet CG-18, apéndice A1.1. La fórmula se presenta a continuación:
ρ a = Densidad del aire húmedo (kg/m3)
P = Presión barométrica (hPa o mbar)
H = Humedad relativa (%HR)
T = Temperatura del aire (°C)
¿Cuál es la incertidumbre de la densidad del aire?
Respuesta: La incertidumbre de la densidad del aire húmedo suele estar entre el 1 % y el 1,5 % de la densidad del aire calculada. Esto es preciso para la mayoría de los entornos bien controlados. Las condiciones ambientales no controladas pueden presentar incertidumbres mayores, como del 2,5 % al 3,4 % de la densidad del aire calculada.
¿Cuál es la incertidumbre de la presión atmosférica?
Respuesta: La incertidumbre estándar de la presión atmosférica obtenida de estaciones meteorológicas locales y aeropuertos se estima en 10 hPa (IC del 68 %, k = 1). Se puede encontrar evidencia de ello en el Apéndice A2.1 del Euramet CG-18. La incertidumbre se derivó de 20 años de datos recopilados por el DWD, el Servicio Meteorológico Alemán.
¿Existe una calculadora de densidad del aire húmedo?
Respuesta: Sí. Tenemos una calculadora de densidad del aire húmedo en Excel. Además, Omni Calculator tiene una calculadora de densidad del aire húmedo en línea. Utilice los enlaces a continuación para acceder a ellas.
- ISOBudgets – Calculadora de densidad del aire húmedo (Microsoft Excel)
- Calculadora Omni: Calculadora de densidad del aire húmedo (en línea)
¿Cuál es la densidad del aire húmedo a 20 °C y 101,325 kPa (NTP)?
Respuesta: La densidad del aire húmedo a temperatura y presión normales (20 °C, 101,326 kPa y 50 % HR) es de aproximadamente 1,19929 kg/m 3 .
¿Cuál es la densidad del aire húmedo a 0 °C y 101,325 kPa (STP)?
Respuesta: La densidad del aire a temperatura y presión estándar (0 °C, 101,326 kPa y 0 % HR) es aproximadamente 1,29269 kg/m 3 .
Conclusión
La densidad del aire húmedo es un componente importante que afecta a muchas mediciones metrológicamente trazables . Cuando se requiere una incertidumbre de medición mínima, no es adecuado utilizar una densidad del aire de 1,2 kg/ m³ . Por lo tanto, debe calcular la densidad del aire para sus condiciones ambientales.
En esta guía, he cubierto todo lo que necesitas saber, incluyendo:
- ¿Qué es la densidad del aire húmedo?
- ¿Por qué es importante la densidad del aire húmedo?
- Documentos importantes sobre la densidad del aire
- Cómo calcular la densidad del aire húmedo
- Incertidumbre de la densidad del aire húmedo
- Respuestas a preguntas frecuentes
Espero que esta guía sirva como un recurso útil para los laboratorios acreditados según la norma ISO/IEC 17025 .
Además, asegúrese de descargar:
- Documentos a los que se hace referencia en esta guía (para sus registros)
- Calculadora de Excel para la densidad del aire húmedo
Si he omitido algo de esta guía, háganmelo saber y lo agregaré.
