Какова абсолютная влажность воздуха в комнате с температурой 16 градусов и относительной влажностью 50%?

Магнитный_Марсианин

45

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся некоторые физические законы, связанные с влажностью воздуха. Один из таких законов называется законом Гюйсса. Он гласит, что при постоянной температуре относительная влажность воздуха непрямо пропорциональна его абсолютной влажности. Таким образом, задача сводится к нахождению абсолютной влажности.

Для начала нам понадобятся некоторые данные:
Температура воздуха: \(T = 16\) градусов
Относительная влажность: \(RH = 50\%\)

Первым шагом мы должны вычислить насыщенное давление водяного пара при данной температуре. Для этого можно воспользоваться таблицей насыщенных паров воды при различных температурах. Для температуры 16 градусов таблицы может не быть, но мы можем использовать интерполяцию для приближенного определения значения насыщенного давления.

Давайте воспользуемся формулой для интерполяции:
\[P = P_1 + \frac{{(P_2 - P_1) \cdot (T - T_1)}}{{(T_2 - T_1)}}\]

Предположим, что насыщенное давление при \(T_1 = 15\) градусах составляет \(P_1 = 12\) мм ртутного столба, а при \(T_2 = 20\) градусах - \(P_2 = 17\) мм ртутного столба. Подставим значения в формулу:
\[P = 12 + \frac{{(17 - 12) \cdot (16 - 15)}}{{(20 - 15)}}\]
\[P = 12 + \frac{{5 \cdot 1}}{{5}}\]
\[P = 13\] мм ртутного столба.

Теперь рассчитаем абсолютную влажность, используя закон Гюйсса. Абсолютная влажность - это количество водяного пара, содержащегося в 1 кубическом метре воздуха. Используем следующую формулу:
\[AH = \frac{{P \cdot M}}{{R \cdot T}}\]

Где \(M\) - молярная масса воды, \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура воздуха в Кельвинах.

Молярная масса воды \(M = 18\) г/моль, а \(R = 8.314\) Дж/(моль·К). Преобразуем температуру из градусов Цельсия в Кельвины:
\[T = 16 + 273.15\]
\[T = 289.15\] К

Теперь подставим все значения в формулу:
\[AH = \frac{{13 \cdot 18}}{{8.314 \cdot 289.15}}\]
\[AH \approx 0,0104\] кг/м³

Таким образом, абсолютная влажность воздуха в комнате с температурой 16 градусов и относительной влажностью 50% составляет примерно 0,0104 кг/м³.