Вопрос школьника
Сколько литров воды может вместиться в воздухе помещения объемом 200 м³, если его температура + 20°С?
Ответ от учителя
Для ответа на данный вопрос необходимо знать, что количество водяного пара, которое может содержаться в воздухе, зависит от его температуры и относительной влажности. При данной температуре +20°С и относительной влажности 100% воздух может содержать максимальное количество водяного пара, которое называется точкой росы.
По таблицам влажности воздуха можно определить, что при температуре +20°С и относительной влажности 100% точка росы составляет около +20°С. Это означает, что при таких условиях воздух насыщен водяным паром и не может вместить больше воды.
Таким образом, воздух помещения объемом 200 м³ при температуре +20°С и относительной влажности 100% может вместить максимальное количество воды, которое соответствует точке росы при данных условиях. Конкретное количество воды зависит от площади поверхности, на которой происходит конденсация водяного пара. Если предположить, что вся поверхность помещения находится в контакте с воздухом, то можно рассчитать количество воды, которое может конденсироваться на поверхностях.
Для расчета количества конденсировавшейся воды можно использовать формулу:
m = V * (ρv — ρa)
где m — масса конденсировавшейся воды, кг;
V — объем помещения, м³;
ρv — плотность водяного пара при заданной температуре и относительной влажности, кг/м³;
ρa — плотность сухого воздуха при заданной температуре и атмосферном давлении, кг/м³.
Плотность водяного пара и сухого воздуха можно найти в таблицах физических свойств веществ.
Например, при температуре +20°С и атмосферном давлении 101325 Па плотность водяного пара составляет 0,0173 кг/м³, а плотность сухого воздуха — 1,204 кг/м³. Подставляя эти значения в формулу, получим:
m = 200 * (0,0173 — 1,204) = -236,2 кг
Отрицательное значение массы означает, что при данных условиях воздух не может вместить больше воды, чем уже содержится в нем в виде водяного пара. Если относительная влажность воздуха будет меньше 100%, то количество воды, которое может вместиться в воздух, будет меньше, чем при насыщении.
