Вопрос школьника
Ответь развернуто и подробно на вопрос — Чему равна относительная влажность воздуха при температуре 25 °С, если роса выпала при температуре 12 °С?
Ответ от учителя
Относительная влажность воздуха — это отношение фактического содержания водяного пара в воздухе к максимально возможному содержанию водяного пара при данной температуре и давлении, выраженное в процентах.
Для решения данной задачи необходимо знать, что при определенной температуре воздух может содержать определенное количество водяного пара, которое называется максимальной влажностью воздуха при данной температуре. Если количество водяного пара в воздухе равно максимальной влажности, то относительная влажность составляет 100%. Если количество водяного пара меньше максимальной влажности, то относительная влажность будет меньше 100%.
Для решения задачи необходимо найти максимальную влажность воздуха при температуре 12 °C и фактическое содержание водяного пара в воздухе при температуре 25 °C.
Максимальная влажность воздуха при температуре 12 °C можно найти с помощью таблицы насыщенных паров воды при разных температурах. Из таблицы следует, что максимальная влажность воздуха при температуре 12 °C составляет 10 г/м³.
Фактическое содержание водяного пара в воздухе при температуре 25 °C можно найти с помощью формулы Клапейрона-Клаузиуса:
pv = nRT
где p — давление водяного пара, v — объем, n — количество вещества, R — универсальная газовая постоянная, T — температура.
Для водяного пара при температуре 25 °C универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль·К), молярная масса воды M = 18 г/моль. Давление насыщенного водяного пара при температуре 25 °C можно найти из таблицы и составляет 3,17 кПа.
Тогда количество водяного пара в 1 м³ воздуха при температуре 25 °C будет:
n = pv/RT = (3,17 кПа * 1 м³)/(8,31 Дж/(моль·К) * 298 К) = 0,12 моль
Масса водяного пара в 1 м³ воздуха при температуре 25 °C будет:
m = n * M = 0,12 моль * 18 г/моль = 2,16 г
Относительная влажность воздуха при температуре 25 °C будет:
RH = (m/10 г) * 100% = (2,16 г/10 г) * 100% = 21,6%
Таким образом, относительная влажность воздуха при температуре 25 °C, если роса выпала при температуре 12 °C, составляет 21,6%.
