International Standard Atmosphere

International Standard Atmosphere

International Standard Atmosphere o Atmósfera Estándar Internacional, más conocida por sus siglas ISA, es un modelo atmosférico terrestre invariante creado por la Organización de Aviación Civil Internacional. Se utiliza principalmente en la navegación aérea.

A continuación se dan las ecuaciones de variación según la altitud (nombrada en adelante como z) de la temperatura, la presión y la densidad para algunas capas atmosféricas, utilizando siempre el sistema internacional.

  • La gravedad se considera constante
g = cte = 9,8 \ \frac {m}{s^2}
  • Se considera que la composición del aire no varía y su masa molecular es
M_{molecular_{aire}} = 28,9 \cdot 10^{-3} \ \frac {kg}{mol}


y que su constante "R" es
R_{aire} = \frac {R_{gases perfectos}}{M_{molecular_{aire}}}=\frac {8,31}{28,9 \cdot 10^{-3}}=287 \ \frac {m^2}{s^2 \cdot K}

Contenido

Troposfera

  • Extensión
Hasta 11000 m
  • Valores
    • Gradiente térmico: \lambda = -6,5 \cdot 10^{-3} \ \frac {K}{m}
    • Temperatura a 0 m: T_0=288 \ K
    • Presión a 0 m: P_0=101325 \ Pa
    • Densidad a 0 m: \rho_0=1,225 \ \frac {Kg}{m^3}
  • Ecuación de variación de la temperatura
T_z=T_0+\lambda \cdot z
  • Ecuación de variación de la presión
P_z=P_0 \left ( \frac {T_0+\lambda z}{T_0} \right ) ^{-\frac {g}{R \lambda}}
  • Ecuación de variación de la densidad
\rho_z=\rho_0 \left ( \frac {T_0+\lambda z}{T_0} \right ) ^{-\frac {g}{R \lambda} -1 }
  • Aproximación con el estándar
    • Densidad del aire: ρz = 0.00348367876 * Pz / Tz
    • Velocidad del sonido: a = 20.046796 * (Tz)1 / 2

Baja estratosfera

  • Extensión
Desde 11000 hasta 25000 m
  • Valores
    • Gradiente térmico: \lambda = 0 \ \frac {K}{m} (en esta capa la temperatura es constante).
    • Temperatura a 11000 m: T_{11000}=216,5 \ K
    • Presión a 11000 m: P_{11000}=22552 \ Pa
    • Densidad a 11000 m: \rho_{11000}=0,3629 \ \frac {kg}{m^3}
  • Ecuación de variación de la presión

P_z=P_{11000} \cdot e^{ \frac {-g (z-11000)}{R T} }

  • Ecuación de variación de la densidad

\rho_z=\rho_{11000} \cdot e^{ \frac {-g (z-11000)}{R T} }

Alta estratosfera

  • Extensión
Desde 25000 hasta 47000 m
  • Valores
    • Gradiente térmico: \lambda = 3 \cdot 10^{-3} \ \frac {K}{m}
    • Temperatura a 25000 m: T_{25000}=216,5 \ K
    • Presión a 25000 m: P_{25000}=2481 \ Pa
    • Densidad a 25000 m: \rho_{25000}=0,0399 \ \frac {kg}{m^3}
  • Ecuación de variación de la temperatura
T_z=T_{25000}+\lambda \cdot (z-25000)
  • Ecuación de variación de la presión
P_z = P_{25000} \left ( \frac {T_z}{T_{25000}} \right ) ^{-\frac {g}{R \lambda}} = P_{25000} \left [ \frac {T_{25000}+\lambda (z-25000)}{T_{25000}} \right ] ^{-\frac {g}{R \lambda}}
  • Ecuación de variación de la densidad
\rho_z = \rho_{25000} \left [ \frac {T_{25000}+\lambda (z-25000)}{T_{25000}} \right ] ^{-\frac {g}{R \lambda}-1}

Véase también


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