Jednocześnie gęstość powietrza występuje w drugim ważnym równaniu, na ciśnienie hydrostatyczne, bo siła ciążenia wywierana na gaz zależy od masy tego gazu:

Temperaturę wirtualną wprowadza się właśnie po to, aby móc założyć, że Rs jest równe R, a jednocześnie zapewnić, że całkowita gęstość spełnia równanie hydrostatyczne, dzięki czemu:

Aby przeliczyć temperaturę rzeczywistą na wirtualną, powyższe należy przyrównać do gęstości wyrażonej w zależności od cząstkowych ciśnień frakcji mokrej (e) i suchej (P-e): ,

co ostatecznie daje:

lub ,

gdzie: r - współczynnik zmieszania, równy stosunkowi masy pary wodnej do masy suchego powietrza – stosunek indywidualnych stałych gazowych powietrza i pary wodnej, jest równa około 0,622.

Co można przybliżyć:

Para wodna ma mniejszą gęstość niż powietrze (uznając, że tej samej objętości cząstki wody, 18 g/mol, wypierają cięższe od nich azot i tlen cząsteczkowy - odpowiednio 28 i 32 g/mol), dlatego temperatura wirtualna wilgotnego powietrza jest większa od jej rzeczywistej temperatury, a temperatura wirtualna powietrza zawierające wodę skondensowaną jest mniejsza od temperatury rzeczywistej.

Linki zewnętrzne Kalkulator temperatury wirtualnej na stronach National Weather Service

Przypisy

Kategoria:Termodynamika atmosfery