Относительная влажность воздуха в помещении составляет 74%. Найти плотность водяного пароа в воздухе помещения, если температура воздуха составляет 24*С.
помогите решить задачу по физике(с дано/найти/решением и всеми формулам как их вывели и т.д)
Ответы
Ответ:
Дано:
относительная влажность воздуха - Ф = 74%;
температура воздуха - T = 24 °C.
Найти:
плотность водяного пара в воздухе помещения.
Решение:
Плотность водяного пара в воздухе помещения зависит от температуры и относительной влажности воздуха. Для ее определения воспользуемся законом Рауля:
P = Ф*P_сат,
где P_сат - давление насыщенного водяного пара при заданной температуре.
Давление насыщенного водяного пара при температуре T может быть найдено по таблицам или формулам, например по формуле Клапейрона:
ln(P_сат/P_0) = (L/R)*(1/T_0 - 1/T),
где P_0 - давление насыщенного пара при температуре T_0, L - теплота парообразования, R - универсальная газовая постоянная.
Учитывая, что при комнатной температуре L = 2,45⋅10^6 Дж/кг, T_0 = 273 К, P_0 = 101 325 Па, получим:
ln(P_сат/101325) = (2,45⋅10^6 Дж/кг)/(8,31 Дж/(моль·К))*(-1/273 К + 1/(24 + 273) К),
P_сат = 3139 Па (округляем до целых).
Теперь можем найти плотность водяного пара в воздухе помещения по формуле:
p = P/(R*T),
где R - универсальная газовая постоянная для водяного пара, равная 461,5 Дж/(кг·К).
Подставляя значения, получим:
p = 3139 Па/(461,5 Дж/(кг·К)*(24+273) К) ≈ 0,014 кг/м^3
Ответ: плотность водяного пара в воздухе помещения составляет приблизительно 0,014 кг/м^3.