Физика. Даю 15 баллов. Относительная влажность воздуха вечером при 16 ° С = 55%. Выпадет роса если ночью температура снизится до 8 ° С C ОЧЕНЬ ПОДРОБНЫМ РЕШЕНИЕМ.
Ответы
Дано:
t°1 = 16 °C
t°2 = 8 °C
φ = 55% = 0,55
р_нп(t°1) = 1,81 кПа
р_нп(t°2) = 1,06 кПа
Решение:
Фактически нам нужно понять, будет ли значение давления насыщенного пара при температуре t°2 меньше, больше или равно давлению рассматриваемого водяного пара:
р_нп(t°2) </>/= p
В воздухе содержится влага. Водяной пар. Этот водяной пар сравнивают с насыщенным: берут либо плотность, либо давление насыщенного пара и рассматриваемого водяного пара и делят одно на другое (параметр водяного пара на параметр насыщенного пара). Так получается относительная влажность:
φ = р/р_нп = ρ/ρ_нп
Как понять, как искать это самое "выпадет ли роса?" Очень просто. Нужно просто найти давление (или плотность) рассматриваемого водяного пара при начальной температуре (в этой задаче - t°1) и сравнить с давлением (или плотностью) насыщенного пара при указанной температуре (в этой задаче - t°2).
Если:
р_нп(t°2) = р, то роса выпадает
р_нп(t°2) > р, то роса не выпадет
р_нп(t°2) < р, здесь роса тоже выпадает
Почему? Потому что при уменьшении температуры воздуха кинетическая энергия частиц воды, содержащихся в этом воздухе, уменьшается. Кинетическая энергия - это энергия, которой тело обладает вследствие своего движения. Значит, движение затормаживается. А это, в свою очередь, означает то, что когда температура УМЕНЬШАЕТСЯ, на один кубический метр воздуха приходится БОЛЬШЕ частиц воды, чем было до уменьшения температуры (потому что из-за своего замедленного теплового движения те частицы воды, что успевали вылететь за границы одного кубического метра при прежней температуре, теперь не успевают - таким образом, на один кубометр воды, в целом, становится больше).
Однако эти частицы не могут "копиться" в кубометре воздуха вечно. Есть предел - динамическое равновесие. Если частиц было очень много до того, как стала уменьшаться температура, то чтобы установилось динамическое равновесие (это когда вылетающих из жидкости молекул столько же, сколько и влетаюших в неё), излишек витающих в воздухе частиц должен превратиться в воду, то есть, другими словами, должна выпасть роса.
Такой же процесс происходит и в закрытом сосуде с водяным паром: при остывании часть пара конденсируется в жидкость, в результате чего наступает их (пара и жидкости) динамическое равновесие, а пар становится насыщенным.
Давление прямо пропорционально плотности, поэтому и берут либо одно, либо другое (либо "р", либо "ρ").
Из таблицы берём значение давления насыщенного пара при 16 °С и делим на него искомое давление - получаем относительную влажность:
φ = р/р_нп(t°1) => р = φ*р_нп(t°1) = 0,55*1,81 = 0,9955 кПа
Теперь сравниваем с давлением насыщенного пара при 8 °C (берём значение из таблицы):
1,06 > 0,9955 => р_нп(t°2) > p - роса не выпадет
Если бы давление водяного пара равнялось давлению насыщенного:
1,06 = 1,06, то роса тоже бы выпала, потому что при таком давлении насыщенного пара (или при такой его плотности) как раз и наступает динамическое равновесие.
Ответ: роса не выпадет.