Question

1. Определить абсолютную влажность воздуха, если парциальное давление водяного пара в воздухе при температуре 16 градусов Цельсия составляет 1,5 Па.

Answer 1

Дано:

p = 1,5 кПа = 1500 Па = 15*10² Па

T = 16 °C = 16 + 273 = 289 K

R = 8,31 Дж/(К*моль)

M(H2O) = 2 + 16 = 18 г/моль = 18*10^(-3) кг/моль

ρ - ?

Решение:

Используем уравнение Менделеева-Клапейрона для состояния газа:

pV = (m/M)RT

Нам надо найти плотность водяного пара - именно это и является абсолютной влажностью. Выразим массу m как произведение плотности ρ и объёма V:

pV = (ρV/M)RT | : V

p = (ρ/M)RT = ρRT/M - выражаем плотность и находим значение:

ρ = pM/RT = 15*10²*18*10^(-3) / 8,31*289 = 270*10^(-1) / 2401,59 = 27 / 2401,59 = 9 / 800,53 - округлим 800,53 до 801 (на результаты не повлияет):

ρ = 9 / 801 = (9/8,01) * 10^(-3) = 1,12359... * 10^(-3) = 1,12 * 10^(-3) кг/м³ = 1,12 г/м³

Ответ: 1,12 г/м³.

Answer 2

Для определения абсолютной влажности воздуха (количество водяного пара в воздухе на единицу объема) при известной температуре и парциальном давлении водяного пара можно воспользоваться уравнением состояния водяного пара, известным как уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Уравнение выглядит следующим образом:

$PV = nRT$

где: P - парциальное давление водяного пара, V - объем воздуха, n - количество вещества (в данном случае, количество молекул водяного пара), R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура.

Мы хотим определить количество молекул водяного пара, которое присутствует в данном объеме воздуха, чтобы найти абсолютную влажность.

Сначала переведем температуру в абсолютную шкалу Кельвина:

$T(K) = 16°C + 273.15 = 289.15 K$

Теперь мы можем переписать уравнение в виде:

$P = \frac{n}{V}RT$

Чтобы найти количество молекул водяного пара (n), нам нужно выразить его:

$n = \frac{PV}{RT}$

Теперь мы можем подставить известные значения:

$P = 1.5 Па$ $V - объем воздуха - это информация, которая отсутствует в задаче$ $R - универсальная газовая постоянная - это константа, которая равна приблизительно 8.314 Дж/(моль·К)$ $T = 289.15 K$

Если у вас есть информация о объеме воздуха (V), вы можете найти количество молекул водяного пара (n). После этого, чтобы найти абсолютную влажность (количество водяного пара на единицу объема), вы разделяете количество молекул водяного пара на объем воздуха (n/V).