Воздух насыщен водой или нет, если в 1 м³ воздуха при температуре +10 ⁰C содержится 6 гр. воды?

Солнечный_Наркоман

38

Чтобы определить, является ли воздух насыщенным водой или нет, нам нужно знать, сколько влаги может содержаться воздух при данной температуре. Для этого можно использовать понятие относительной влажности.

Относительная влажность - это соотношение количества водяного пара в воздухе к максимальному возможному количеству водяного пара при данной температуре. Она измеряется в процентах.

Для определения максимального количества воды, которое может содержаться в воздухе при температуре +10 ⁰C, мы можем использовать таблицу насыщенных паров. В таблице будет указано значение насыщенной паровой давления при данной температуре.

После того, как мы найдем насыщенное паровое давление, мы можем определить относительную влажность, сравнивая это значение с фактическим количеством водяного пара в воздухе.

Для решения этой задачи нам понадобится таблица насыщенных паров. Найдя температуру +10 ⁰C в таблице, мы получаем значение насыщенной паровой давления, равное \(e = 9.22\) мм рт. ст.

Теперь мы можем рассчитать относительную влажность воздуха, используя формулу:

\[
\text{{Относительная влажность}} = \frac{{\text{{Фактическое давление насыщенного водяного пара}}}}{{\text{{Насыщенное паровое давление}}}} \times 100\%
\]

Сначала нам нужно вычислить фактическое давление насыщенного водяного пара. Для этого мы можем использовать уравнение состояния водяного пара - уравнение Клапейрона:

\[
e = \frac{{m \cdot R \cdot T}}{{V \cdot M}}
\]

где:
\(m\) - масса воды,
\(R\) - универсальная газовая постоянная (\(8.314\) Дж/(моль·К)),
\(T\) - температура (в Кельвинах),
\(V\) - объем воздуха (в м³),
\(M\) - молярная масса воды (\(18.015\) г/моль).

Мы знаем, что в 1 м³ воздуха содержится 6 г воды при +10 ⁰C. Найдем фактическое давление насыщенного водяного пара:

\[
e = \frac{{0.006 \, \text{{кг}} \cdot 8.314 \, \text{{Дж/(моль·К)}} \cdot (10 + 273.15) \, \text{{К}}}}{{1 \, \text{{м³}} \cdot 0.018015 \, \text{{кг/моль}}}} \approx 0.319 \, \text{{кПа}}
\]

Теперь найдем относительную влажность:

\[
\text{{Относительная влажность}} = \frac{{0.319 \, \text{{кПа}}}}{{9.22 \, \text{{мм рт. ст.}}}} \times 100\% \approx 3.46\%
\]

Таким образом, относительная влажность воздуха при температуре +10 ⁰C, содержащем 6 г воды в 1 м³ воздуха, составляет примерно 3.46\%. Мы можем заключить, что воздух не является насыщенным водой, поскольку его относительная влажность намного ниже 100\%.