A velocidade das moléculas de ar é importante no desempenho da aeronave?

Em certo sentido, sim, sim. Mas geralmente não pensamos nesses termos. Você normalmente só precisa pensar em moléculas de ar individuais quando o objeto sobre o qual você está falando é muito pequeno. Por exemplo, se você está tentando determinar a aerodinâmica de um avião cujo comprimento é 1/100 de diâmetro de um cabelo humano, então você pode começar a se preocupar com moléculas de ar individuais. Para aviões de tamanho real, os aviões são tão grandes em relação às moléculas de ar que podemos fingir que o ar é contínuo. Então, em vez de pensar sobre o movimento das moléculas de ar individuais, pensamos em variáveis contínuas, como densidade e temperatura. ou seja, quando suas moléculas de ar "se espalham e se movem mais rapidamente", dizemos que é uma temperatura mais alta com uma densidade menor correspondente e, quando são "compactadas e lentas", dizemos que é a temperatura mais baixa e uma densidade mais alta. Ao fazer isso, tomamos o movimento de um quatrilhão de moléculas de ar individuais e o reduzimos a um único número. E esse número único, a densidade, afeta o desempenho da aeronave.

Para completar, você às vezes também precisa considerar moléculas de ar individuais a pressões muito baixas. por exemplo. Se sua pressão de ar é um milionésimo de uma atmosfera, então não há muitas moléculas de ar ao redor e então o movimento de cada molécula individual se torna mais significativo. Mas os aviões geralmente não voam com pressões tão baixas. Mesmo a 40.000 pés, há muito mais pressão do ar do que isso.

O ar frio agradável e espesso é ótimo para o desempenho do motor. Especialmente para aviões pequenos monomotores. Ar quente e menos denso significa menos desempenho, tornando a decolagem um problema maior, com cilindros de decolagem mais longos necessários para obter velocidade suficiente para decolar.

Sim, claro, mas não por causa da velocidade média das moléculas. A temperatura afeta a altitude de densidade. O desempenho da aeronave depende da altitude de densidade, que considera não apenas a altitude de pressão (exibida no altímetro), mas também a temperatura do ar. Quase todas as métricas de desempenho de uma aeronave são uma função da altitude de densidade, que aumenta à medida que a temperatura aumenta e diminui quando é mais frio. Levante, arraste, desempenho do motor, todos são afetados pela altitude de densidade.

O fato de que as moléculas de ar estão se movendo mais rápido quando está mais quente é irrelevante, porque essa velocidade é a velocidade média das moléculas. eles estão se movendo em todas as direções, tanto para o aerofólio, quanto para longe dele. Assim, qualquer aumento de desempenho da velocidade relativa adicional das moléculas de ar que se movem em direção à asa será contrabalançado pela diminuição de desempenho das moléculas de ar que se movem na mesma direção que a aeronave, que atingirá a asa a uma velocidade equivalentemente mais lenta.