В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до
. По результатам этих экспериментов определите абсолютную и относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Поясните, почему конденсация паров воды в воздухе может начинаться при различных значениях температуры. Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре показано в таблице
Относительная влажность вычисляется по формуле:
где – парциальное давление паров,
– парциальное давление насыщенных паров.
Конденсация начинается при , то есть давление водяного пара равно давлению насыщенного водяного пара, а так как давление насыщенного пара зависит от температуры, то и при разной плотности водяного пара в воздухе температура начала конденсации пара (точка росы) оказывается различной.
Водяной пар при температуре становится насыщенным, следовательно, давление
водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при температуре
. По таблице давление насыщенного пара при температуре
равно
гПа.
Абсолютная влажность равна плотности водяных паров. Найдём плотность пара при с помощью уравнения Менделеева-Клапейрона.
где – давление водяного пара,
– объём комнаты,
– масса пара,
– молярная масса пара,
– температура в Кельвинах,
– плотность водяных паров.
Для этого запишем два уравнения Менделеева-Клапейрона. Первое для насыщенного пара при и второе пар при
. При этом пар изобарически охлаждается, значит, давление в обоих случаях равно
.
По таблице плотность насыщенных паров при равна
г/м
Тогда с учётом
, имеем:
Давление насыщенного пара при найдём по таблице и оно равно
гПа. Тогда относительная влажность равна: