Какова будет относительная влажность воздуха ф2 после испарения 5 г воды в сосуде объемом V=1 м^3, содержащем воздух

Мартышка

31

Для решения задачи, нам необходимо использовать формулу для расчета относительной влажности воздуха.

Относительная влажность воздуха (ф) определяется как отношение фактического давления насыщенного пара к давлению пара при данной температуре. Формула для расчета относительной влажности выглядит следующим образом:

$$ф=\frac{P_{\text{нас}}}{P_{\text{пар}}}$$

Где:
$P_{\text{нас}}$ - давление насыщенного пара при заданной температуре,
$P_{\text{пар}}$ - давление пара в текущих условиях.

Для решения задачи, нам необходимо найти давление насыщенного пара при температуре 20°C и давление пара после испарения 5 г воды.

Сначала найдем давление насыщенного пара ( $P_{\text{нас}}$ ) при температуре 20°C. Для этого мы можем воспользоваться таблицей с насыщенными давлениями пара при различных температурах.

По таблице, насыщенное давление пара воды при 20°C составляет примерно 2.338 кПа.

Теперь найдем давление пара ( $P_{\text{пар}}$ ) после испарения 5 г воды в сосуде объемом 1 м^3. Проверим, известна масса вещества (5 г) и объем сосуда (1 м^3). Чтобы найти давление пара, мы можем использовать идеальный газовый закон.

Идеальный газовый закон гласит:

$$P_{\text{пар}}V=nRT$$

Где:
$n$ - количество вещества (в молях),
$R$ - универсальная газовая постоянная ( 8.314 Дж/(моль·К) ),
$T$ - температура (в К).

Чтобы найти количество вещества ( $n$ ), мы можем использовать молярную массу воды ( 18 г/моль ) и массу вещества (5 г).

$n=\frac{\text{масса вещества}}{\text{молярная масса воды}}=\frac{5}{18}$ моль.

Теперь мы можем использовать найденное количество вещества, объем сосуда и универсальную газовую постоянную, чтобы найти давление пара.

$$P_{\text{пар}}=\frac{nRT}{V}=\frac{\frac{5}{18}\cdot 8.314\cdot (20+273)}{1}=\frac{5\cdot 8.314\cdot 293}{18}\approx 806.64\text{Па}$$

Теперь, когда у нас есть значение давления насыщенного пара ( $P_{\text{нас}}$ ) и давления пара ( $P_{\text{пар}}$ ), мы можем использовать формулу для расчета относительной влажности воздуха (ф).

$$ф=\frac{P_{\text{нас}}}{P_{\text{пар}}}=\frac{2.338}{806.64}\approx 0.0029$$

Таким образом, полученная относительная влажность воздуха (ф2) после испарения 5 г воды в сосуде объемом 1 м^3 составляет примерно 0.29%.