Задача по МКТ, термодинамике №8

В комнате размерами 4*5*3 м, в которой воздух имеет температуру 10 ∘ C  и относительную влажность 30 %, включили увлажнитель воздуха производительностью 0,2 л/ч. Чему станет равна относительная влажность воздуха в комнате через 1,5 ч? Давление насыщенного водяного пара при температуре 10 ∘C  равно 1,23 кПа. Комнату считать герметичным сосудом.

Масса испарившейся воды равна

m = ρV,

где ρ  – её плотность, V  – объём
Тогда за 1,5 часа работы увлажнителя испарится 0,2 ⋅ 1,5 = 0,3 л воды, т. е. Δm  = 0,3  кг воды.
Относительная влажность равна

φ = pв.п.,     pн.п.

где p  в.п.  – давление водяных паров, p н.п.  – давление насыщенных паров.
Запишем также уравнение Менделеева-Клапейрона

       M pв.п.V = μ-RT,

где V  – объём сосуда, M  – масса водяного пара, μ  – молярная масса водяного пара, T  – температура.
Тогда для начального состояния (до работы увлажнителя) и после работы увлажнителя

φ1pн.пV = M1-RT,          μ

φ p V = M2-RT,  2н.п    μ

При этом M2 − M1 = Δm  , значит

         M       Δm               Δm φ2pн.пV = -μ2RT + -μ-RT = φ1pн.пV + -μ-RT

Отсюда

φ2 = φ1+ ΔmRT- = 0,3+ --0,3-кг-⋅8,31-Дж/(моль⋅К-)⋅283-К-- = 0,83         μpн.п.V       18 ⋅10−3 кг/м оль ⋅1,23⋅103 П а⋅60 м3
Оцените статью
Я решу все!