전투기 비행시 기체의 높이에 따라 왜 밀도가 달라지나요?

Question

일반 비행기의 경우 속도가 그리 빠르지 않아서 고도에 따른 밀도차가 크지 않은 것으로 아는데요 전투기 비행시에는 빠르게 날 때 왜 기체가 고도가 높아질수록 밀도가 낮아지나요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

전투기 비행 시 고도가 높아질수록 공기의 밀도가 감소하는 것은 대기가 지구로부터 멀어짐에 따라 기체 분자 간 거리가 멀어지기 때문입니다. 공기 분자는 지구의 중력으로 인해 대기권에서 높이가 감소함에 따라 밀도가 증가합니다.

일반적으로 고도가 높아질수록 대기압과 밀도는 감소하며, 이는 기체가 비행하면서 더 적은 공기를 만나게 되기 때문입니다. 이로 인해 고도가 높을수록 비행기의 엔진이 더 많은 공기를 흡입하여 연료를 연소시켜야하므로 연비가 저하되고, 비행기의 성능도 감소합니다. 또한, 고도가 높아질수록 공기의 온도도 낮아져서 비행기의 항법에 영향을 미치는 등 비행에 많은 요인에 영향을 미치게 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

기체의 밀도는 압력이나 온도에 따라 바뀝니다.

압력이 증가하면 물질의 밀도가 증가하고 온도가 증가하면 보통 밀도가 낮아지지만, 예외도 있습니다.

또 공기가 뜨거울 때 팽창하는 경향이 있어 공기의 밀도가 감소합니다.

이러한 이유로 기체의 높이에 따라 밀도가 달라 질 수 있는 것입니다.