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