Определите абсолютную влажность воздуха, если его температура 20 градусов c,а относительная влажность...

Чтобы определить абсолютную влажность воздуха, необходимо использовать формулу, связывающую относительную влажность, температуру и абсолютную влажность.

Определение терминов:

• Относительная влажность (φ) — это отношение фактического давления водяного пара в воздухе к давлению насыщенного водяного пара при данной температуре, выраженное в процентах.
• Абсолютная влажность (А) — это масса водяного пара, содержащегося в единице объема воздуха (обычно выражается в граммах на кубический метр, г/м³).

Шаг 1: Находим давление насыщенного водяного пара

Для начала нам нужно найти давление насыщенного водяного пара (P_н) при температуре 20 °C. Обычно это значение можно найти в таблицах, и для 20 °C оно составляет примерно 23.4 гПа (или 2340 Па).

Шаг 2: Вычисляем фактическое давление водяного пара

Относительная влажность (φ) равна 75%, поэтому фактическое давление водяного пара (P_ф) можно найти по формуле:

[ P_ф = φ \times P_н ]

Подставляем значения:

[ P_ф = 0.75 \times 2340 \, \text{Па} = 1755 \, \text{Па} ]

Шаг 3: Находим абсолютную влажность

Для расчета абсолютной влажности (А) можно использовать следующую формулу:

[ A = \frac{m}{V} = \frac{P_ф \times M}{R \times T} ]

где:

• (m) — масса водяного пара,
• (V) — объем воздуха,
• (M) — молярная масса водяного пара (примерно (18.015 \, \text{г/моль})),
• (R) — универсальная газовая постоянная ((8.314 \, \text{Дж/(моль·K)})),
• (T) — температура в кельвинах (для 20 °C это (20 + 273.15 = 293.15 \, \text{K})).

Подставляем известные значения в формулу:

[ A = \frac{1755 \, \text{Па} \times 0.018015 \, \text{кг/моль}}{8.314 \, \text{Дж/(моль·K)} \times 293.15 \, \text{K}} ]

Шаг 4: Вычисляем

Теперь давайте произведем вычисления:

1. (1755 \times 0.018015 \approx 31.67 \, \text{Па·кг/моль})
2. (8.314 \times 293.15 \approx 2437.66 \, \text{Дж/(моль·K)})

Теперь подставим в формулу:

[ A \approx \frac{31.67}{2437.66} \approx 0.01297 \, \text{кг/м}^3 ]

Шаг 5: Перевод в граммы на кубометр

Чтобы получить абсолютную влажность в г/м³, умножим на 1000:

[ A \approx 0.01297 \times 1000 \approx 12.97 \, \text{г/м}^3 ]

Ответ

Абсолютная влажность воздуха при температуре 20 °C и относительной влажности 75% составляет примерно 12.97 г/м³.

Для определения абсолютной влажности воздуха, необходимо воспользоваться таким понятием, как максимальная влажность воздуха (максимальная массовая концентрация водяного пара при данной температуре), а также относительной влажностью.

Шаг 1. Основные формулы

Абсолютная влажность ((\rho)) — это масса водяного пара в граммах, содержащаяся в 1 м³ воздуха. Она связана с относительной влажностью ((\phi)) и максимальной влажностью ((\rho_{\text{max}})) следующим образом:

[ \rho = \phi \cdot \rho_{\text{max}} ]

где:

• (\rho) — абсолютная влажность (г/м³),
• (\phi) — относительная влажность (в долях или процентах),
• (\rho_{\text{max}}) — максимальная влажность воздуха при данной температуре (г/м³).

Шаг 2. Найдем (\rho_{\text{max}})

Максимальная влажность воздуха зависит от температуры, и её значения можно найти в таблице насыщения водяного пара. Для температуры (t = 20^\circ C) значение (\rho_{\text{max}}) составляет:

[ \rho_{\text{max}} = 17.3 \, \text{г/м}^3 ]

(это табличное значение, соответствующее максимальному количеству водяного пара в 1 м³ воздуха при (20^\circ C)).

Шаг 3. Подставим значения в формулу

Относительная влажность воздуха (\phi = 75\%), что в долях записывается как (0.75).

Теперь подставляем данные в формулу для абсолютной влажности:

[ \rho = \phi \cdot \rho_{\text{max}} ]

[ \rho = 0.75 \cdot 17.3 = 12.975 \, \text{г/м}^3 ]

Ответ:

Абсолютная влажность воздуха при температуре (20^\circ C) и относительной влажности (75\%) составляет 12.98 г/м³ (округлено до двух знаков после запятой).

Дополнительно:

Абсолютная влажность показывает, сколько воды в виде пара содержится в воздухе. Если воздух охладится до температуры, при которой (\rho_{\text{max}}) станет меньше текущей (\rho), начнётся процесс конденсации водяного пара.