Какова абсолютная влажность воздуха при температуре +30°C, если относительная влажность составляет 40%?

Вечный_Сон

41

Для решения данной задачи нам понадобятся значение относительной влажности (RH) и температура воздуха (T).

Относительная влажность (RH) - это соотношение массы содержащегося воздуха водяного пара к максимальной массе водяного пара, которую может содержать воздух при заданной температуре. Она измеряется в процентах.

Для начала мы должны найти максимальную массу водяного пара, которую может содержать воздух при заданной температуре. Для этого можно воспользоваться формулой Клаузиуса-Клапейрона:

\[P = P_0 \cdot e^{-\frac{M \cdot g \cdot h}{R \cdot T}}\]

где:
P - давление водяного пара,
P0 - давление насыщенного пара при температуре T,
M - молярная масса воды,
g - ускорение свободного падения,
h - высота над уровнем моря,
R - универсальная газовая постоянная,
T - температура воздуха.

В данной задаче мы не указываем высоту над уровнем моря, поэтому можно считать, что она равна нулю. Также нам необходимо знать давление насыщенного пара при заданной температуре. Для этого можно воспользоваться таблицей насыщенных паров.

Давление насыщенного пара при 30°C составляет примерно 4.2 кПа.

Теперь мы можем найти максимальную массу водяного пара (m_max), умножив давление насыщенного пара на объем воздуха (V) при заданной температуре и давлении:

\[m_{\text{max}} = P_{\text{насыщенного пара}} \cdot V\]

Объем воздуха (V) можно привести к нормальным условиям, то есть к объему воздуха (V_0) при нормальных условиях (0°C и 1 атм):

\[V_0 = \frac{V \cdot P_{\text{атмосферного давления}}}{P}\]

В данной задаче указана температура +30°C, что равно 303.15 К по Шкале Кельвина. Подставим это значение и найденное значение давления насыщенного пара в формулу Клаузиуса-Клапейрона:

\[P = P_0 \cdot e^{-\frac{M \cdot g \cdot h}{R \cdot T}}\]

После того, как мы найдем давление водяного пара (P), мы можем найти его массу (m) с использованием формулы:

\[m = P \cdot V_0\]

Теперь мы можем рассчитать абсолютную влажность (АВ) воздуха, которая представляет собой отношение массы водяного пара (m) к объему воздуха (V_0):

\[АВ = \frac{m}{V_0}\]

Подставляя полученные значения, мы можем найти абсолютную влажность воздуха при температуре +30°C и относительной влажности 40%.