Яким буде відносна вологість повітря ввечері, коли очікується, що температура повітря буде 10 градусів Цельсія

Delfin

27

Для розв"язання цієї задачі, спочатку необхідно з"ясувати, яке природне явище може мати місце. В даному випадку, виникнення пари або водяного пару є природним явищем, коли вода перетворюється у газову форму.

Тепер давайте розглянемо пошагове рішення. Виходячи з того, що вдень температура повітря становила 20 градусів Цельсія, а ввечері очікується, що температура повітря буде 10 градусів Цельсія, ми можемо припустити, що температура знизиться на 10 градусів.

Це має вплинути на відносну вологість повітря, оскільки холодне повітря може вміщувати менше водяної пари, ніж тепле повітря. Вологість повітря вимірюється відносними одиницями відносної вологостії, що вказує на скільки відсотків повітря насичене водяною парою у порівнянні з тим, скільки водяної пари воно може містити при даній температурі.

За допомогою формули Ідеального газу, яка виражає залежність між температурою, об"ємом і кількістю речовини, ми можемо розрахувати відносну вологість повітря ввечері.

Формула для відносної вологості повітря: \[Relative\,Humidity = \frac{{Partial\,Pressure\,of\,Water\,Vapor}}{{Saturation\,Vapor\,Pressure}} \times 100\%\]

Перший крок полягає в розрахунку парціального тиску водяної пари ввечері. Вважаючи, що в 1 кубічному метрі міститься 17 г водяної пари, ми можемо використати формулу:

\[Partial\,Pressure\,of\,Water\,Vapor = \frac{{Mass\,of\,Water\,Vapor \times R}}{{Molar\,Mass\,of\,Water\,Vapor}} \times T\]

де \(Mass\,of\,Water\,Vapor = 17\,g\), \(R\) - універсальна газова стала (\(8.31 \,J/(mol \cdot K)\)), \(Molar\,Mass\,of\,Water\,Vapor\) - молярна маса водяної пари (\(18\,g/mol\)), \(T\) - температура ввечері (\(10\,°С = 283.15\,K\)).

Підставляючи відповідні значення, ми маємо:

\[Partial\,Pressure\,of\,Water\,Vapor = \frac{{17\,g \times 8.31\,J/(mol \cdot K) \times 283.15\,K}}{{18\,g/mol}}\]

Розрахуємо це значення.

\[Partial\,Pressure\,of\,Water\,Vapor \approx 3608.18\,Pa\]

Другий крок - розрахувати насичену водяну пару для заданої температури. Використовуючи таблиці насичених парових тиску, ми можемо знайти значення насиченої парової тиску води при 10 градусах Цельсія. Для спрощення розрахунків, візьмемо значення з таблиці:

\[Saturation\,Vapor\,Pressure = 1213.8\,Pa\]

Тепер, використовуючи значення Partial Pressure of Water Vapor та Saturation Vapor Pressure, ми можемо обчислити відносну вологість повітря:

\[Relative\,Humidity = \frac{{3608.18\,Pa}}{{1213.8\,Pa}} \times 100\%\]

Розрахуємо це значення.

\[Relative\,Humidity \approx 297.59\%\]

З врахуванням округлення, отримуємо, що відносна вологість повітря ввечері становитиме приблизно 297.59%.

Отже, відповідно до розрахунків, при заданих умовах очікується, що відносна вологість повітря буде надмірно високою, близько 297.59%. Більша від 100% відносна вологість повітря означає, що повітря насичене водяною парою і можливе утворення конденсату, такого як роса або інші видимі водяні форми на поверхнях. Це явище називається конденсацією. В даному випадку, оскільки денна температура повітря була вищою за вечірню температуру, водяна пара, що міститься в повітрі, стає ненасиченою, що призводить до конденсації та утворення роси.