Які значення абсолютної і відносної вологості повітря при температурі 18 ⁰С, якщо в повітрі об ємом 60 м3 міститься

Ruslan

69

Для решения этой задачи нам понадобится использовать формулу для вычисления абсолютной влажности воздуха.

Абсолютная влажность (ω) — это количество водяного пара, содержащегося в единице объема воздуха. Она измеряется в г/м³ или кг/м³.

Формула для вычисления абсолютной влажности:
\(\omega = \frac{{масса\ водяного\ пара}}{{объем\ воздуха}}\)

Мы знаем, что объем воздуха составляет 60 м³, а массу водяного пара нам необходимо найти.

Определение массы водяного пара:
Для нахождения массы водяного пара нам понадобится воспользоваться формулой:

\( \text{{масса водяного пара}} = \text{{массовая доля водяного пара}} \times \text{{масса воздуха}} \)

Массовая доля водяного пара является процентным выражением отношения массы водяного пара к массе сухого воздуха. В данной задаче массовая доля водяного пара неизвестна, поэтому мы должны найти её значение.

Массовая доля водяного пара определяется формулой:
\( \text{{массовая доля водяного пара}} = \frac{{\text{{масса водяного пара}}}}{{\text{{масса сухого воздуха}} + \text{{масса водяного пара}}}} \)

Мы знаем температуру воздуха, которая составляет 18 °C (градусов Цельсия). Используем это значение для расчета массы сухого воздуха с помощью формулы идеального газа:

\( \text{{m}} = \text{{n}} \times \text{{M}} \)

где:
m - масса вещества,
n - количество вещества,
M - молярная масса.

Воздух состоит преимущественно из кислорода (О₂) и азота (N₂), поэтому для подсчета массы сухого воздуха используется средняя молярная масса данных элементов.

\( M_{\text{{воздуха}}} = x_{\text{{О₂}}} \cdot M_{\text{{О₂}}} + x_{\text{{N₂}}} \cdot M_{\text{{N₂}}} \)

Где:
\( x_{\text{{О₂}}} \) - объемная доля кислорода в воздухе,
\( x_{\text{{N₂}}} \) - объемная доля азота в воздухе,
\( M_{\text{{О₂}}} \) - молярная масса кислорода,
\( M_{\text{{N₂}}} \) - молярная масса азота.

Объемные доли кислорода и азота в воздухе составляют около 20,9% и 78,1% соответственно.

\( x_{\text{{О₂}}} = 0,209 \)
\( x_{\text{{N₂}}} = 0,781 \)

\( M_{\text{{О₂}}} = 32 \, \text{{г/моль}} \)
\( M_{\text{{N₂}}} = 28 \, \text{{г/моль}} \)

Теперь, когда у нас есть все необходимые значения, мы можем приступить к решению задачи.

1. Найдем массу сухого воздуха:
\( M_{\text{{воздуха}}} = x_{\text{{О₂}}} \cdot M_{\text{{О₂}}} + x_{\text{{N₂}}} \cdot M_{\text{{N₂}}} \)

2. Найдем массовую долю водяного пара:
\( \text{{массовая доля водяного пара}} = \frac{{\text{{масса водяного пара}}}}{{\text{{масса сухого воздуха}} + \text{{масса водяного пара}}}} \)

3. Найдем массу водяного пара:
\( \text{{масса водяного пара}} = \text{{массовая доля водяного пара}} \times \text{{масса воздуха}} \)

4. Найдем абсолютную влажность:
\( \omega = \frac{{\text{{масса водяного пара}}}}{{\text{{объем воздуха}}}} \)