Le calcul de la masse d’air est relativement simple car, en raison de sa composition chimique, l’air a une masse molaire établie dans différentes conditions de volume et de pression. À pression et température normales (STP), par exemple, l’air a un volume molaire de 22,4 litres (décimètres cubes) et une masse molaire de 29 grammes. Autrement dit, si vous preniez 29 grammes d’air au STP, il se répandrait sur 22,4 litres. Cette relation peut facilement être utilisée pour déterminer la masse de n’importe quel volume d’air à une certaine pression.
Mesurez les deux diamètres du pneu. Le diamètre est la section centrale d’un cercle. Pour le diamètre extérieur du pneu, utilisez votre ruban à mesurer pour trouver la distance entre l’extrémité du pneu et l’autre. Pour le diamètre intérieur, utilisez votre ruban à mesurer pour trouver la distance d’une extrémité du capuchon de moyeu à l’autre.
Calculez le volume des deux cylindres à l’aide de l’équation de volume standard, où volume=pi x rayon carré x hauteur. Pour chaque cylindre, vous utiliserez 3,14 comme valeur approximative pour pi. Pour chaque rayon, divisez simplement le diamètre que vous avez mesuré à l’étape 1 par deux. Pour le rayon au carré, multipliez ce nombre par lui-même. Pour chaque hauteur, utilisez les diamètres que vous avez mesurés à l’étape 1. Vous aurez ici deux mesures différentes, l’une basée sur l’espace du pneu plein et l’autre sur l’espace de l’enjoliveur.
Calculez le volume de la zone remplie d’air. Avec les deux mesures de l’étape 2, trouvez la différence de volume. Soustrayez le volume du plus petit cylindre du volume du plus grand cylindre pour déterminer le volume exact de l’espace dans le pneu qui est effectivement rempli d’air.
Déterminez la pression du pneu à l’aide d’un manomètre. Pour les estimations, un pneu bien gonflé a environ 30 PSI, ou livres par pouce carré de pression, ou deux fois les conditions STP. Par conséquent, si à température et pression normales, 29 grammes d’air prennent 22,4 litres (environ 1,3 grammes/litre), à 30 PSI, le taux est le double ou 2,6 grammes/litre.
Calculer la masse. Lorsque masse=volume x densité, multiplier le volume (qui se trouve à l’étape 3 de la section 1) par la densité (qui se trouve à l’étape 1 de la section 2).
Vérifiez votre travail par rapport à un exemple. Par exemple, en supposant une pression des pneus de 30 PSI et une densité de 2,6 grammes par litre et un volume de pneus standard de dix litres, la masse totale d’air serait de 26 grammes (2,6 grammes/litre x 10 litres = 26 grammes). La masse d’air doit être relativement faible, à moins que la pression ne soit extrêmement élevée.
Ressources utiles : 1.
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