Question

Относительная влажность воздуха в кабинете физики равна 66%. При какой температуре на улице начнут запотевать окна в кабинете. если температура воздуха в нем 20градусов? считайте. что температура стекла равна температуре воздуха на улице и что количество водяного пара в помещении не изменяется.

Answer 1

Влажнгость воздуха - это отношение парциального давления к давлению насыщенного пара выраженная в процентах, мы знаем относительную влажность воздуха и температуру, значит можем установить парциальное давление, для этого в таблице зависимости давления и плотности насыщенного пара от температуры (табл. №5 в Рымкевиче) смотрим для 20 градусов - давление насыщенного пара 2,33кПа, значит: 66*2,33/100=1,53 кПа - это парциальное давление, теперь по той же таблице устанавливаем температуру, соответствующую данному давлению, т.е находим  точку росы, она равна примерно 13,5 градуса (находится м/у 13 и 14 градусами)..значит при этой температуре запотеют окна... ВСЕ

Answer 2

Чтобы определить, начнут ли окна запотевать при определённой температуре на улице при заданной влажности воздуха в помещении, можно воспользоваться формулой для точки росы. Точка росы - это температура, при которой воздух при заданной влажности становится насыщенным и начинает конденсироваться, образуя конденсат на поверхностях, таких как стекла.

Для начала, можно найти точку росы при относительной влажности 66% и температуре воздуха в помещении 20 градусов Цельсия. Для этого используется уравнение Clausius-Clapeyron:

$$ T_d = \frac{{b \cdot \gamma}}{{a - \gamma}}, $$

где \(T_d\) - точка росы, \(a\) и \(b\) - константы, зависящие от физических свойств воды, \(\gamma\) - натуральный логарифм отношения относительной влажности к 100%.

Для воды при 20°C:

\(a = 17.27\)

\(b = 237.7\)

\(\gamma = \ln(0.66) \approx -0.415\)

Теперь можем найти точку росы:

$$ T_d = \frac{{237.7 \cdot (-0.415)}}{{17.27 - (-0.415)}} \approx \frac{{-98.66}}{{17.685}} \approx -5.58^\circ C $$

Таким образом, если температура на улице опустится до приблизительно -5.6°C или ниже, начнет происходить конденсация влаги на окнах в кабинете физики при условии, что температура стекла равна температуре на улице и количество водяного пара в помещении остается неизменным.