SM1. Physics of the atmosphere

Question 1

Waar staat “ISA” voor in de luchtvaart?
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) “International Secure Airflight”.
B)) “International Space Agency”.
C)) “International Safe Airflight”.
D)) “International Standard Atmosphere”.
E)) “International Safety Agency”.

Answer 1

Oplossing;
D)) “International Standard Atmosphere”.

Question 2

Wat kan je zeggen over de hoogte van de atmosfeer aan de evenaar t.o.v. aan de polen?
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) De atmosfeer reikt tot een grotere hoogte bij de evenaar, dan bij de polen.
B)) De atmosfeer reikt even hoog bij de polen als bij de evenaar.
C)) Er is wel een verschil in hoogte van de atmosfeer tussen de polen en de evenaar, maar dit is afhankelijk van andere factoren zoals de tijd van het jaar.
D)) De atmosfeer reikt tot een grotere hoogte bij de polen, dan bij de evenaar.

Answer 2

Oplossing;
A)) De atmosfeer reikt tot een grotere hoogte bij de evenaar, dan bij de polen.

Question 3

Volgens het ISA-model reikt de troposfeer tot een hoogte van …
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) 11 km.
B)) 15 km.
C)) 20 km.
D)) Geen correct antwoord, de hoogte tot waar de troposfeer reikt afhankelijk van de locatie.
E)) 6 km.

Answer 3

Oplossing;
A)) 11 km.

Opmerking(en):
C)) Volgens het ISA-model reikt de tropopauze tot een hoogte van 20 km, niet de troposfeer.

Question 4

Tot welke hoogte (in km) reikt de tropopauze volgens het ISA-model?
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) de hoogte tot waar de tropopauze reikt afhankelijk van de locatie.
B)) 20 km.
C)) 11 km.
D)) 6 km.
E)) 15 km.

Answer 4

Oplossing;
B)) 20 km.

Opmerking(en):
C)) Volgens het ISA-model begint de tropopauze vanaf een hoogte van 11 km, i.p.v. daar te eindigen.

Question 5

Vanaf welke hoogte (in voet) begint de stratosfeer volgens het ISA-model?
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) 36 000 voet.
B)) 66 000 voet.
C)) 20 000 voet.
D)) 11 000 voet.
E)) Volgens het ISA-model is de hoogte tot waar de stratosfeer reikt afhankelijk van de locatie.

Answer 5

Oplossing;
B)) 66 000 voet.

Opmerking(en):
A)) Volgens het ISA-model begint de tropopauze op een hoogte van 36 000 voet, niet de stratosfeer.
C)) Volgens het ISA-model begint de stratosfeer op een hoogte van 20 000 meter, niet 20 000 voet.

Question 6

Atmosferische druk wordt gemeten met een …
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) (atmo)sfeermeter.
B)) Pascal-meter
C)) PSI-meter.
D)) manometer
E)) barometer

Answer 6

Oplossing;
E)) barometer

Opmerking(en):
D)) Een manometer is de algemene benaming voor een drukmeter, maar wanneer men atmosferische druk meet dan noemt men de meter een barometer. Een bijkomend verschil is dat een barometer een absolute druk meet, terwijl een manometer meestal een relatieve druk meet. Wanneer je bijvoorbeeld de luchtdruk van een fietsband meet, dan is dit de druk van de band t.o.v. de atmosfeer, zo zal de manometer bij een lekke band een druk van 0 bar aangeven.

Question 7

Hoe groot is de druk op zeeniveau volgens het ISA-model?
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) 1 hPa
B)) 1013,25 hPa
C)) 101 325 hPa
D)) 1,01325 hPa.
E)) 101,325 hPa

Answer 7

Oplossing;
B)) 1013,25 hPa

Question 8

Volgens het ISA-model is de atmosferische druk op zeeniveau gelijk aan …
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) 1013,25 hPa
B)) 101,325 hPa
C)) 1 hPa
D)) 1,01325 hPa.
E)) 101 325 hPa

Answer 8

Oplossing;
A)) 1013,25 hPa

Question 9

Hoe verandert de dichtheid van lucht bij toenemende hoogte?
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) De dichtheid van lucht verandert omgekeerd evenredig met de hoogte.
B)) De dichtheid van lucht verandert recht evenredig met de hoogte
C)) De dichtheid van lucht verandert niet bij veranderende hoogte.
D)) De dichtheid van lucht neemt (bij benadering) exponentieel toe bij toenemende hoogte.
E)) De dichtheid van lucht neemt (bij benadering exponentieel) af bij toenemende hoogte.

Answer 9

Oplossing;
E)) De dichtheid van lucht neemt (bij benadering exponentieel) af bij toenemende hoogte.

Opmerking(en):
Algemeen: Het belangrijkste om te beseffen is dat de dichtheid in de lagere luchtlagen relatief sterk afneemt, maar dat deze afname steeds kleiner wordt voor dezelfde toename in hoogte. Bij benadering is dit een exponentiële afname. Zo neemt de dichtheid van lucht rond zeeniveau telkens af met ongeveer 15% af per kilometer, maar omdat deze procentuele afname lichtjes toeneemt naarmate men hoger klimt is dit geen perfect exponentieel verband.
A)) Een omgekeerd evenredig verband zou in dit geval (foutief) willen zeggen dat een verdubbeling in hoogte zou leiden tot een halvering van de dichtheid van de lucht.
B)) Een recht evenredig verband zou in dit geval (foutief) willen zeggen dat een verdubbeling in hoogte zou leiden tot een verdubbeling van de dichtheid van de lucht.
D)) Een exponentiële toename zou in dit geval (foutief) willen zeggen dat de dichtheid procentueel toeneemt bij toenemend. Hierdoor zal de dichtheid op lage hoogten relatief weinig toenemen, maar zal deze toename wel steeds groter worden voor hetzelfde hoogteverschil. Stel bijvoorbeeld dat we (foutief) zouden aannemen dat de dichtheid verdubbeld voor elke 10 km dat je stijgt. Dit zou dan willen zeggen dat men op 10 km hoogte een druk heeft van 2 atm heeft (+10 km → +1 atm) , op 20 km hoogte een druk heeft van 4 atm (+10 km → +2 atm) heeft en op 30 km hoogte een druk heeft van 8 atm (+10 km → +4 atm)heeft.

Question 10

Bij toenemende hoogte zal de dichtheid van lucht …
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) De dichtheid van lucht verandert niet bij veranderende hoogte.
B)) afnemen.
C)) constant blijven.
D)) toenemen.
E)) afwisselend afnemen en toenemen, afhankelijk van de luchtlaag

Answer 10

Oplossing;
B)) afnemen.

Opmerking(en):
Algemeen: Het belangrijkste om te beseffen is dat de dichtheid in de lagere luchtlagen relatief sterk afneemt, maar dat deze afname steeds kleiner wordt voor dezelfde toename in hoogte. Bij benadering is dit een exponentiële afname. Zo neemt de dichtheid van lucht rond zeeniveau telkens af met ongeveer 15% af per kilometer, maar omdat deze procentuele afname lichtjes toeneemt naarmate men hoger klimt is dit geen perfect exponentieel verband.

Question 11

Waarom kan een passagiersvliegtuig efficiënter vliegen in ‘hogere’ luchtlagen (10-12 km)?
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) Omdat de aantrekkingskracht van de aarde kleiner is hoe verder je van het aardoppervlak verwijderd bent. Hierdoor zal er veel minder lift gegeneerd moeten worden om op hoogte te blijven waardoor het vliegtuig ook efficiënter is.
B)) Omdat de luchtdruk op 10 km hoogte veel lager is dan op zeeniveau. Hierdoor ervaart het vliegtuig veel minder druk naar onder toe waardoor het makkelijker op hoogte blijft.
C)) Omdat de lucht op 10 km hoogte meer zuurstof bevat dan op zeeniveau. Hierdoor is de verbranding bij jetmotoren veel efficiënter.
D)) Omdat de dichtheid van lucht op 10 km kleiner is dan op zeeniveau. Hierdoor is er dan ook veel minder drag.
E)) Omdat de lucht op 10 km hoogte koeler is dan op zeeniveau. Hierdoor is de verbranding bij jetmotoren veel efficiënter.

Answer 11

Oplossing;
D)) Een vliegtuig is op een hoogte van 10 km efficiënter dan op zeeniveau omdat de dichtheid van lucht op 10 km kleiner is dan op zeeniveau. Hierdoor is er dan ook veel minder drag.

Question 12

Als een passagiersvliegtuig efficiënter is in ‘hogere’ luchtlagen, waarom klimt men dan niet nog hoger (dan 10-12 km)?
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) Omdat de temperatuur van de lucht op die hoogte veel te laag is. De meeste commerciële vliegtuigen zijn niet gemaakt zijn voor die extreme omstandigheden.
B)) Omdat de luchtdruk op die hoogte veel te laag is. De meeste commerciële vliegtuigen zijn niet gemaakt zijn voor die extreme omstandigheden.
C)) Omdat de luchtdruk op die hoogte veel te hoog is. De meeste commerciële vliegtuigen zijn niet gemaakt zijn voor die extreme omstandigheden.
D)) Omdat de dichtheid van lucht op die hoogte veel te klein is.
E)) Omdat de lucht op die hoogte veel minder zuurstof bevatten. Hierdoor kunnen de jetmotoren (zo goed als) geen voorstuwing meer creëren.

Answer 12

Oplossing;
D)) Een vliegtuig vliegt niet hoger dan de troposfeer en pauze, hoofdzakelijk omdat de dichtheid van lucht op die hoogte veel te klein is.

Question 13

Wat is de definitie van absolute luchtvochtigheid?
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) De hoeveelheid waterdamp die in de lucht aanwezig is.
B)) De hoeveelheid waterdamp die maximaal in de lucht aanwezig kan zijn.
C)) De verhouding tussen de hoeveelheid waterdamp die zich in de lucht bevindt ten opzichte van de maximale hoeveelheid waterdamp die lucht bij dezelfde temperatuur kan bevatten.
D)) De verhouding tussen de hoeveelheid waterdamp die zich in de lucht bevindt ten opzichte van de maximale hoeveelheid waterdamp die lucht bij 15° kan bevatten.
E)) De verhouding tussen de hoeveelheid waterdamp die zich in de lucht bevindt ten opzichte van de maximale hoeveelheid waterdamp die lucht bij 0° kan bevatten.

Answer 13

Oplossing;
A)) De hoeveelheid waterdamp die in de lucht aanwezig is.

Opmerking(en):
C)) Dit is de relatieve luchtvochtigheid

Question 14

Wat is de definitie van relatieve luchtvochtigheid?
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) De verhouding tussen de hoeveelheid waterdamp die zich in de lucht bevindt ten opzichte van de maximale hoeveelheid waterdamp die lucht kan bevatten bij dezelfde temperatuur.
B)) De verhouding tussen de hoeveelheid waterdamp die zich in de lucht bevindt ten opzichte van de maximale hoeveelheid waterdamp die lucht kan bevatten bij 15 °C.
C)) De verhouding tussen de hoeveelheid waterdamp die zich in de lucht bevindt ten opzichte van de maximale hoeveelheid waterdamp die lucht kan bevatten bij 0 °C.
D)) De verhouding tussen het ingenomen volume aan waterdamp en het ingenomen volume droge lucht.
E)) De verhouding tussen de massa aan waterdamp en de massa droge lucht in 1 m³ lucht.

Answer 14

Oplossing;
A)) De verhouding tussen de hoeveelheid waterdamp die zich in de lucht bevindt ten opzichte van de maximale hoeveelheid waterdamp die lucht kan bevatten bij dezelfde temperatuur.

Question 15

De relatieve luchtvochtigheid wordt uitgedrukt in …
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) het aantal milliliter waterdamp dat er zich in een liter lucht bevindt.
B)) het aantal grammen waterdamp per kilogram lucht.
C)) het aantal grammen waterdamp per kubieke meter lucht.
D)) procenten.
E)) het aantal milliliter waterdamp.

Answer 15

Oplossing;
D)) procenten.

Question 16

Verzadigde lucht is … (meerdere antwoorden mogelijk, maar niet noodzakelijk)
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) Lucht waarvan de absolute luchtvochtigheid geen 100 % is.
B)) Lucht waarvan de absolute luchtvochtigheid 100 % is.
C)) Lucht die geen waterdamp bevat. (= droge lucht)
D)) Lucht die geen waterdamp meer kan opnemen.
E)) Lucht die waterdamp bevat.

Answer 16

Oplossing;
D)) Lucht die geen waterdamp meer kan opnemen.

Opmerking(en):
B)) Bij verzadigde lucht is de relatieve vochtigheid gelijk aan 100% (niet de absolute vochtigheid.)

Question 17

In welke laag/lagen van de atmosfeer (< 100 km) neemt de temperatuur toe? (meerdere antwoorden mogelijk, maar niet noodzakelijk.)
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) stratosfeer
B)) thermosfeer
C)) troposfeer
D)) Geen correct antwoord.
E)) mesosfeer

Answer 17

Oplossingen;
A)) stratosfeer
B)) thermosfeer

Question 18

Hoe groot is het temperatuursverloop in de troposfeer volgens het ISA-model?
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) – 5,6 °C/km
B)) geen enkel van de vermelde temperatuurverlopen.
C)) + 6,5 °C/km
D)) + 2 °C/km
E)) – 1,5 °C/km

Answer 18

Oplossing;
B)) geen enkel van de vermelde temperatuurverlopen.

Opmerking(en):
C)) - 6,5 °C per km (negatief i.p.v. positief)
D)) - 2 °C per 1000 voet (per 1000 voet, niet per km)

Question 19

Hoe groot is de temperatuur op zeeniveau volgens het ISA-model?
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) altijd en overal gelijk aan 15 °C.
B)) altijd en overal gelijk aan de gemiddelde wereldwijde temperatuur van de laatste 30 jaar.
C)) Geen correct antwoord.
D)) altijd en overal gelijk aan 20 °C.
E)) altijd en overal gelijk aan de gemiddelde dagtemperatuur ter plaatsen.

Answer 19

Oplossing;
A)) altijd en overal gelijk aan 15 °C.

Question 20

Hoe groot is de temperatuur op 8 km hoogte volgens het ISA-model?
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) – 16 °C.
B)) – 37 °C.
C)) – 1 °C.
D)) Geen correct antwoord.
E)) – 52 °C.

Answer 20

Oplossing;
B)) – 37 °C.

Opmerking(en):
Algemeen: T(0 m) = 15 °C , ΔT = - 6,5°C/km → T(8 km) = 15 - 6,5*8 = -37°C

Question 21

Hoe groot is de temperatuur op 20 000 voet hoogte volgens het ISA-model?
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) –5 °C.
B)) – 40 °C.
C)) – 25 °C.
D)) – 20 °C.
E)) Geen correct antwoord.

Answer 21

Oplossing;
C)) – 25 °C.

Opmerking(en):
Algemeen: T(0 feet) = 15 °C , ΔT = - 2°C/(1000 feet) → T(20 000 feet) = 15 - 2/1000*20000 = -25°C

Question 22

Bij welke hoogte (in km) is de temperatuur volgens het ISA-model gelijk aan 0 °C
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) 2,3 km.
B)) 3,1 km.
C)) 6,5 km.
D)) 5,1 km.
E)) 5,6 km.

Answer 22

Oplossing;
A)) 2,3 km.

Opmerking(en):
Algemeen: T(0 m) = 15 °C , ΔT = - 6,5°C/km , T = 15 - 6,5*h → h = (T - 15)/(-6,5) = (0-15)/(- 6,5) ≈ 2,31 km

Question 23

Volgens het ISA-model is het -40 °C op een hoogte van …
.
(Probeer eerst zonder MCQ!)
.
.
A)) 27 500 voet.
B)) 80 000 voet.
C)) 120 000 voet.
D)) 130 000 voet.
E)) 30 000 voet.

Answer 23

Oplossing;
A)) 27 500 voet.

Opmerking(en):
Algemeen: T(0 m) = 15 °C , ΔT = - 2°C/(1000 feet) , T = 15 - (2/1000)*h → h = (T - 15)/(-2/1000) = (-40-15)/(- 2/1000) = 27 500 voet