고도 기압 계산기

대기압은 특정 지점 위에 있는 공기 기둥의 무게가 단위 면적에 가하는 힘입니다. 고도가 높아질수록 위쪽 공기 기둥이 얇아지므로 대기압은 낮아집니다. 이 관계는 선형이 아니라, 정역학 방정식과 이상기체법칙에서 유도되는 기압 공식으로 설명되는 지수형 곡선에 가깝습니다. 이 계산기는 국제표준대기(ISA) 모델과 고도계 공식(기압 공식)을 사용해 주어진 고도에서의 기압을 계산합니다. ISA는 대류권에서 1000미터당 6.5 K(1000피트당 3.56 °F)의 표준 기온감율을 정의하며, 대류권은 해수면부터 약 11 km(36,089 ft)까지 이어집니다. 사용되는 식은 P(h) = P₀ × ((T₀ + L × h) / T₀)^(g × M / (R × |L|))이며, 여기서 P₀는 지상 기압, T₀는 켈빈 단위의 지상 온도, L은 감율(−0.0065 K/m), h는 고도(미터), g = 9.80665 m/s², M = 0.0289644 kg/mol, R = 8.31446 J/(mol·K)입니다. 고도에서의 온도는 T(h) = T₀ + L × h로 계산됩니다. 이 선형 감소는 대류권 전반에 적용됩니다. 성층권(약 11 km 이상)에서는 온도가 대체로 −56.5 °C에서 유지되다가, 이후 중간권에서 다시 상승합니다. 다만 실제 항공과 등산의 대부분은 대류권 범위에 있습니다. 고도에서의 공기 밀도는 건조 공기의 이상기체법칙으로부터 ρ = P / (R_specific × T)로 구합니다. 여기서 건조 공기의 R_specific는 287.058 J/(kg·K)입니다. 수증기(분자량 18 g/mol)는 건조 공기(29 g/mol)보다 가볍기 때문에 습도는 공기 밀도를 약간 낮춥니다. 이 계산기는 밀도를 계산할 때 가상온도 보정을 사용해 습도의 영향을 반영합니다. 밀도고도는 국제표준대기에서 공기 밀도가 실제 밀도와 같아지는 고도입니다. 항공에서 매우 널리 사용되며, 실제 고도가 낮아도 밀도고도가 높으면 엔진과 날개의 성능이 떨어집니다. 덥고 습하며 고도가 높은 곳에서는 밀도고도가 더 올라가므로, 고지대 공항에서는 따뜻한 날의 성능 계산이 특히 중요합니다. 이 계산기는 항공 성능 계획, 기구 궤적 예측, 기상 관측소 보정, 등산 시 산소 필요량 추정, 고지대 건물의 HVAC 설계, 총기와 발사체의 탄도 보정 등에 유용합니다. 압력과 밀도가 고도에 따라 어떻게 변하는지 이해하는 것은 유체역학, 열역학, 대기과학의 기초입니다.