Каково количество воды, которое выделится из 1 м3 насыщенного воздуха при охлаждении с температуры +10°C до -10°C?

  • 29
Каково количество воды, которое выделится из 1 м3 насыщенного воздуха при охлаждении с температуры +10°C до -10°C? Количество водяного пара в 1 м3 насыщенного воздуха составляет 9 г при температуре +10°C и 2,5 г при температуре -10°C. Запишите последовательность рассуждений.
Nikolaevich
65
Для решения данной задачи мы можем использовать закон Гай-Люссака о состоянии идеального газа, который утверждает, что давление и объем идеального газа при постоянной температуре и количестве вещества обратно пропорциональны.

Предположим, что в начальном состоянии объем воздуха равен V1=1м3, количество водяного пара равно m1=9г при температуре T1=+10C, а в конечном состоянии объем воздуха также равен V2=1м3, а количество водяного пара равно m2=2.5г при температуре T2=10C.

Переведем температуры в абсолютную шкалу Кельвина для использования в формуле. Температура в Кельвинах вычисляется путем добавления 273.15 к температуре в Цельсиях:

T1=10+273.15=283.15K
T2=10+273.15=263.15K

Теперь мы можем использовать закон Гай-Люссака для решения задачи. Закон можно записать в виде:

P1V1T1=P2V2T2

где P1 и P2 - давления в начальном и конечном состояниях соответственно.

Поскольку воздух является насыщенным в обоих состояниях, то парциальное давление водяного пара можно считать постоянным и одинаковым в обоих состояниях.

Мы можем опустить парциальное давление из формулы, так как оно будет сокращаться:

V1T1=V2T2

Теперь мы можем подставить значения и решить уравнение:

1м3283.15K=1м3263.15K

Делая вычисления, получаем:

263.15K=283.15K

Таким образом, количество воды, которое выделится из 1 м3 насыщенного воздуха при охлаждении с температуры +10°C до -10°C, равно 0 г. Поскольку объем воздуха не меняется, влага просто конденсируется обратно водой, а не выделяется из системы.