Вопрос школьника
В помещении объёмом V = 18 м3 при температуре Т = 293 оК относительная влажность составляет r = 0,6. Определить давление насыщенных водяных паров при этой температуре, если известно, что масса испарившейся воды в этом помещении равна m = 0,31 кг.
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать понятие насыщенного пара. Насыщенный пар – это пар, который находится в равновесии с жидкостью при определенной температуре и давлении. Давление насыщенного пара зависит только от температуры и не зависит от объема помещения и количества воды в нем.
Для определения давления насыщенных водяных паров при температуре Т = 293 оК можно воспользоваться таблицей насыщенных паров воды. Из таблицы можно узнать, что при температуре 293 оК давление насыщенных водяных паров составляет 2,66 кПа.
Для определения массы испарившейся воды можно воспользоваться формулой Клапейрона-Клаузиуса:
m = (P * V * M) / (R * T * (1 — r))
где P – давление насыщенных паров, V – объем помещения, M – молярная масса воды, R – универсальная газовая постоянная, T – температура, r – относительная влажность.
Подставляя известные значения, получим:
0,31 = (P * 18 * 0,018) / (8,31 * 293 * (1 — 0,6))
Отсюда можно выразить давление насыщенных паров:
P = (0,31 * 8,31 * 293 * (1 — 0,6)) / (18 * 0,018) = 1,23 кПа
Таким образом, давление насыщенных водяных паров при температуре Т = 293 оК составляет 1,23 кПа.
