Le espressioni per calcolare la densità sono quasi identiche al calcolo della pressione. L’unica differenza è l’esponente nell’equazione 1.

Esistono due diverse equazioni per calcolare la densità a vari regimi di altezza inferiori a 86 km geometrici (84 852 metri geopotenziali o 278 385,8 piedi geopotenziali). La prima equazione viene utilizzata quando il valore del tasso di intervallo di temperatura standard non è uguale a zero; la seconda equazione viene utilizzata quando il tasso di intervallo di temperatura standard è uguale a zero.,

la formula (1):

ρ = ρ b ⋅ ( 1 + g 0 ⋅ M R ∗ ⋅ L b ) {\displaystyle {\rho }=\rho _{b}\cdot \left^{\left(1+{\frac {g_{0}\cdot M}{R^{*}\cdot L_{b}}}\right)}}

l’Equazione 2:

ρ = ρ b ⋅ exp ⁡ {\displaystyle {\rho }=\rho _{b}\cdot \exp \left}

dove

ρ {\displaystyle {\rho }} = massa volumica (kg/m3) T b {\displaystyle T_{b}} = standard di temperatura (K) L {\displaystyle L} = temperatura standard lapse rate (vedi tabella sotto) (K/m) in ISA h {\displaystyle h} = altezza sopra il livello del mare (geopotential metri) R ∗ {\displaystyle R^{*}} = costante universale dei gas 8.,3144598 N·m/(mol·K) g 0 {\displaystyle g_{0}} = accelerazione di gravità: 9.80665 m/s2 M {\displaystyle M} = massa molare della Terra aria: 0.0289644 kg/mol

o, convertito inglese gravitazionale piede-libbra-seconda unità di:

ρ {\displaystyle {\rho }} = densità di massa (slug/ft3) T b {\displaystyle {T_{b}}} = standard di temperatura (K) L {\displaystyle {L}} = temperatura standard lapse rate (K/m) h {\displaystyle {h}} = altezza sopra il livello del mare (geopotential piedi) R ∗ {\displaystyle {R^{*}}} = costante universale dei gas: 8.,9494596×104 ft2/(s * K) g 0 {\displaystyle {g_{0}}} = accelerazione gravitazionale: 32.17405 ft/s2 M {\displaystyle {M}} = massa molare dell’aria terrestre: 0.0289644 kg / mol

Il valore del pedice b varia da 0 a 6 in base a ciascuno dei sette strati successivi dell’atmosfera mostrati nella tabella seguente. Il valore di riferimento per pb per b = 0 è il valore definito del livello del mare, ρ0 = 1,2250 kg / m3 o 0,0023768908 slug / ft3. I valori di pb di b = 1 attraverso b = 6 sono ottenuti dall’applicazione del membro appropriato delle equazioni di coppia 1 e 2 per il caso in cui h = hb+1.,

In queste equazioni, g0, M e R* sono costanti a singolo valore, mentre ρ, L, T e h sono costanti a più valori secondo la tabella seguente. I valori utilizzati per M, g0 e R * sono conformi alla US Standard Atmosphere, 1976, e che il valore per R* in particolare non concorda con i valori standard per questa costante.