В 3 м³ воздуха при температуре 20C содержится 10 г водяного пара. Пожалуйста, найдите относительную влажность воздуха

Тема: Относительная влажность воздуха

Пояснение: Относительная влажность воздуха - это мера того, насколько воздух насыщен водяным паром при определенной температуре, по сравнению с максимально возможным содержанием водяного пара при этой же температуре. Она измеряется в процентах.

Для решения задачи нужно знать массу водяного пара и емкость воздушного объема.

Допустим, воздушный объем равен 3 м³ и содержит 10 г водяного пара при температуре 20 °C.

Для нахождения максимально возможного содержания водяного пара при данной температуре, можно воспользоваться таблицами насыщенных паров или использовать формулу Клапейрона-Клаузиуса:

PV = nRT

где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная и T - температура в Кельвинах.

После нахождения максимально возможного содержания водяного пара, относительная влажность рассчитывается следующим образом:

Относительная влажность = (Реальное содержание водяного пара / Максимально возможное содержание водяного пара) × 100%

В данном случае, рассчитаем относительную влажность воздуха:

1. Найдем температуру в Кельвинах:
T(К) = T(°C) + 273,15
T(К) = 20 + 273,15 = 293,15 К

2. Рассчитаем максимально возможное содержание водяного пара:
Используя таблицы насыщенных паров или приближенные формулы для данной температуры, найдем, что насыщенное давление водяного пара при 20 °C равно примерно 17,5 мм рт. ст.

P(насыщ) = 17,5 мм рт. ст = 2333,22 Па

Теперь, используя уравнение состояния и универсальную газовую постоянную:

PV = nRT

n = PV / RT

n = (2333,22 Па * 3 м³) / (8,314 Дж/(моль·К) * 293,15 К) ≈ 3,167 моль

Поскольку 1 моль воды состоит из 18 грамм, то в моль водяного пара составляет:

Масса = n * молярная масса = 3,167 моль * 18 г/моль ≈ 57 г

3. Рассчитаем относительную влажность:
Относительная влажность = (Реальное содержание водяного пара / Максимально возможное содержание водяного пара) × 100%
Относительная влажность = (10 г / 57 г ) × 100% ≈ 17,54%

Совет: Для более точного расчета относительной влажности воздуха, рекомендуется использовать таблицы насыщенных паров или более точные уравнения состояния водяного пара.

Упражнение: В 4 м³ воздуха при температуре 25 °C содержится 12 г водяного пара. Пожалуйста, найдите относительную влажность воздуха. Ответ округлите до целого числа.