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Cómo calcular la masa de aire en un neumático lleno de aire

Cómo calcular la masa de aire en un neumático lleno de aire

Calcular la masa de aire es relativamente sencillo ya que, debido a su composición química, el aire tiene una masa molar establecida en diferentes condiciones de presión y volumen. En el estándar de la presión y temperatura (STP), por ejemplo, el aire tiene un volumen molar de 22,4 litros (decímetros cúbicos) y una masa molar de 29 gramos. Es decir, si usted tomó 29 gramos de aire en STP, se extendería a través de 22,4 litros. Esta relación se puede utilizar fácilmente para determinar la masa de cualquier volumen de aire a cierta presión.

Instrucciones

• Medir los dos diámetros de la rueda. El diámetro es una sección central de un círculo. Para el diámetro exterior del neumático, use su cinta de medir para encontrar la distancia del extremo de la llanta a la otra. Para el interior diámetro, uso su medición con cinta adhesiva para encontrar la distancia de un extremo de la rueda a la otra.

• Calcular el volumen de los dos cilindros con la ecuación de volumen, donde volumen = pi x radio cuadrado x altura. Para cada cilindro, utilizas 3.14 como un valor aproximado de pi. Para cada radio, simplemente divida el diámetro que midió en el paso 1 por dos. Para el radio al cuadrado, multiplique a este número por sí mismo. Para cada altura, utilizar los diámetros medidos en el paso 1. Tienes dos medidas diferentes aquí, basado en el espacio de la rueda completo y basado en el espacio de la rueda.

• Calcular el volumen de la zona llena de aire. Con las dos medidas encontradas el paso 2, encontrar la diferencia de volúmenes. Reste el volumen del cilindro más pequeño del volumen del cilindro más grande para determinar el volumen exacto del espacio de la llanta que está realmente lleno de aire.

• Determinar la presión de la llanta con un calibrador. Para las estimaciones, un neumático bien inflado tiene aproximadamente 30 PSI, o libras por pulgada cuadrada de presión, o dos veces las condiciones de STP. Por lo tanto, si a temperatura estándar y presión, 29 gramos de aire ocupan 22,4 litros (aproximadamente 1,3 gramos por litro), en 30 PSI la tasa es doble o 2,6 gramos/litro.

• Calcular la masa. Donde masa = volumen x densidad, multiplicar el volumen (que se encuentra en el paso 3 de la sección 1) por la densidad (que se encuentra en el paso 1 de la sección 2).

• Revise su trabajo contra un ejemplo. Por ejemplo, suponiendo que 30 PSI de presión de neumáticos y una densidad de 2,6 gramos por litro y un volumen de neumáticos estándar de diez litros, la masa total del aire sería 26 gramos (2,6 gramos/litros x 10 litros = 26 gramos). La masa de aire debe ser relativamente baja, a menos que la presión es extremadamente alta.