1. Как вычислить количество содержащейся воды в воздухе при температуре +30⁰С, если относительная влажность составляет 40%?
2. Насыщен ли объем 1 м3 воздуха при температуре +10⁰С, в котором содержится 9 гр. воды?
3. Как определить относительную влажность воздуха, если при температуре 0⁰С в воздухе содержится 1 гр. воды?
Подробный ответ:
Описание: Относительная влажность воздуха — это мера содержания воды в воздухе по отношению к его максимальной вместимости при данной температуре.
1. Для вычисления количества содержащейся воды в воздухе используем формулу:
Количество воды = Относительная влажность * Максимальное количество воды
Максимальное количество воды в воздухе при заданной температуре можно найти в таблицах или использовать аппроксимацию формулой Клаузиуса-Клапейрона:
Максимальное количество воды = 4.85 * (10^(-4)) * exp(17.27 * t / (237.3 + t)) * 100
Где t — температура в градусах Цельсия.
В данном случае, при температуре +30⁰С, максимальное количество воды составляет:
Максимальное количество воды = 4.85 * (10^(-4)) * exp(17.27 * 30 / (237.3 + 30)) * 100
Подставляем данное значение и относительную влажность 40% в формулу:
Количество воды = 0.4 * (Максимальное количество воды)
Вычисляем и получаем количество содержащейся воды.
2. Для определения насыщенности объема воздуха водяными парами используем формулу:
Количество воды = Максимальное количество воды
Где Максимальное количество воды опять же можно найти в таблицах или использовать формулу Клаузиуса-Клапейрона.
В данном случае, при температуре +10⁰С, мы используем ту же формулу, что и в первом вопросе, и получаем максимальное количество воды.
Сравниваем это значение с 9 гр. воды и определяем, насыщен объем воздуха или нет.
3. Для определения относительной влажности воздуха при известном количестве воды используем обратную формулу:
Относительная влажность = Количество воды / Максимальное количество воды
В данном случае, при температуре 0⁰С, мы снова используем формулу Клаузиуса-Клапейрона для нахождения максимального количества воды. Затем подставляем известное количество 1 гр. воды и вычисляем относительную влажность воздуха.
Пример:
40%?
Ответ: Для вычисления количества содержащейся воды в воздухе при температуре +30⁰С и относительной влажности 40%, необходимо использовать формулу. Максимальное количество воды при заданной температуре можно найти с помощью формулы Клаузиуса-Клапейрона. Подставляем найденное значение и относительную влажность в формулу, чтобы получить количество содержащейся воды.
Совет: Для лучшего понимания концепции относительной влажности воздуха рекомендуется изучить уравнение Клаузиуса-Клапейрона, которое описывает зависимость между температурой и максимальным количеством воды в воздухе. Чтение учебника по метеорологии или химии также поможет лучше понять эту тему.
Задание для закрепления: Какова относительная влажность воздуха при температуре +20⁰С, если содержится 8 гр. воды?