Как найти количество водяных паров

Содержание

• — Как определить относительно влажность воздуха?
• — Как посчитать массу водяного пара?
• — Чем больше относительная влажность воздуха тем водяного пара в нем?
• — Как метеорологи определяют абсолютную и относительную влажность воздуха?
• — Какие приборы позволяют определять влажность воздуха?
• — В чем измеряется упругость водяного пара?
• — Как найти массу водяных паров в воздухе?
• — Чем больше относительная влажность воздуха?
• — Как влажность воздуха влияет на здоровье человека?
• — Что означает 100% влажность воздуха?

Как определить относительно влажность воздуха?

Для того чтобы рассчитать относительную влажность воздуха, нужно фактическое количество водяного пара, находящегося в данный момент в воздухе, разделить на максимально возможную влажность при этой же температуре, пока не началась конденсация влаги.

Как посчитать массу водяного пара?

Абсолютная влажность a — масса водяного пара в граммах в 1 м³ влажного воздуха. Измеряется в г/м³. Вычислить можно по формуле a= 217⋅e/T [г/м³], T — температура воздуха [°K]. Массовая доля водяного пара s — количество водяного пара в граммах в 1 г влажного воздуха (ранее — удельная влажность).

Чем больше относительная влажность воздуха тем водяного пара в нем?

Увлажнение воздуха — относительная влажносить и абсолютная влажность Количество водяного пара, который может содержаться в воздухе зависит от температуры — чем выше температура, тем больше влаги может в нем находится. … Относительная влажность наружного воздуха в зимний период может быть вполне нормальной — 60 — 70 %.

Как метеорологи определяют абсолютную и относительную влажность воздуха?

Абсолютная влажность служит основным показателем состояния воздуха и находится в прямой зависимости от окружающей температуры. Чтобы определить количество водяного пара в единице объема воздуха, можно воспользоваться психрометром Августа или более точным аспирационным психрометром Ассмана.

Какие приборы позволяют определять влажность воздуха?

Гигрометр и психрометр — это приборы, которые служат для определения влажности воздуха.

В чем измеряется упругость водяного пара?

Упругость водяного пара в атмосфере — парциальное давление водяного пара, находящегося в воздухе; выражается в мбар или мм рт. ст. (В Международной системе единиц (СИ) — в гПа).

Как найти массу водяных паров в воздухе?

Решение. Массу водяных паров в воздухе комнаты найдем из уравнения Клайперона-Менделеева: m = μ∙P·V/(R·T), где T = 288 K, μ = 18∙10-3 кг/моль, P = r∙Pнас/100%.

Чем больше относительная влажность воздуха?

Чем выше относительная влажность, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха. Чем ниже относительная влажность, тем точка росы ниже фактической температуры. Если относительная влажность составляет 100 %, то точка росы совпадает с фактической температурой.

Как влажность воздуха влияет на здоровье человека?

Если влажность повышается, человек может заметить повышение температуры тела, слабость, боль в голове, учащение пульса и дыхания и происходит отдача тепла из организма посредством испарения (пот). Если при низкой температуре влажность повышена, человек наоборот будет испытывать переохлаждение.

Что означает 100% влажность воздуха?

Что значит «влажность воздуха» и превратится ли воздух в воду при 100—процентной влажности … Или точнее – это количество водяного пара, присутствующего в воздухе. Термин «влажность» обобщает в себе три вида влажности: абсолютной, относительной и удельной.

Интересные материалы:

Как просверлить дырку в стекле?
Как просверлить отверстие под анкерный болт?
Как просверлить отверстие в тонкой нержавейке?
Как просверлить отверстие в трубе из нержавейки?
Как проверить арматуру?
Как проверить автомат защиты?
Как проверить БУ морозильник?
Как проверить чистый спирт или нет?
Как проверить датчик давления масла на Нексии?
Как проверить датчик температуры газовой колонки?

Многие слышали термин относительная влажность по прогнозам погоды, там диктор всегда сообщает применительно к определенной местности наличие в воздухе некоего ограниченного параметрами температуры количества воды. Есть такой термин как влагоемкость воздуха, она говорит нам чем теплее воздух, тем больше воды он может вместить. При нулевой температуре 0°С кубометр воздуха может содержать меньше 5 гр/м3, а при комнатной температуре в 25°С в нем может содержаться до 20 грамм. Есть формула рассчета относительной влажности воздуха

Также относительную влажность можно измерить в полевых условиях опытным путем с помощью двух термометров и психрометрической таблицы . Устанавливаете 2 термометра, на один накручиваете влажный бинт или ткань, смотрите показания и ищите пересечение показаний сухого и мокрого термометра по таблице.

По существу вопроса будет полезна таблица из которой можно узнать фактическое кол-во воды при различных температурах. Горизонталь показывает температуру, а первый столбец -значение абсолютной влажности воздуха — максимум воды в 1 куб. м воздуха. При увеличении насыщенности влагой воздуха (превышения значения)он превратится в туман. Если температура предмета ниже, чем температура воздуха, то этот туман превратится на этих предметах в конденсат (росу).

Посмотрите на таблицу и вычислите нужные вам значения.

Расчеты, связанные с водяным паром

Задача 32.
В комнате объемом 45 м³ при температуре 25,0 °С относительная влажность воздуха равна 70% или 0,7. Определите массу водяного пара в комнате, если давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно 3,17 кПа.
Решение:
Массу водяного пара в комнате можно определить из уравнения Менделеева-Клапейрона.

pV = (m/M ^. RT), где

р — давление насыщенного водяного пара; V — объем пара; М — молярная масса пара; R — газовая постоянная; Т — температура пара.

Температура, объем и молярная масса пара известны. Для определения давления водяного пара используем формулу относительной влажности.

ф = р/р_н, из которой р = фр_н.

При подставлении значения давления (фр_н) в уравнение Клапейнона-Менделеева, то найдем массу пара m, получим: 

фр_нV = (m/M ^. RT)

откуда

m = фр_нVM/RT = [0,7 ^. (3,17 ^. 10³) ^.45 ^. (18 ^. 10^-3)]/(8,31 ^. 298) = 0,738 кг = 738 г.

Ответ: масса водяного пара в комнате составляет 738 г.
 

---

Задача 33. 
В комнате объемом 20,0 м³ температура воздуха равна 20,0 °С, а его относительная влажность составляет 20,0 %. Какое количество воды следует испарить, чтобы относительная влажность воздуха в комнате достигла 60,0 %? Известно, что при 20,0 °С давление насыщенного пара равно 2,33 кПа, молярная масса воды составляет 18,0 г/моль.
Решение: 
Масса водяного пара в воздухе определяется следующими формулами:

при влажности ф₁ = 20 %:

m₁ = р₁V, где 

р₁ — плотность водяного пара в воздухе при влажности 20 %; V — объем комнаты;

при влажности ф₂ = 50%:

m₂ = р₂V, где 

р₂ — плотность водяного пара в воздухе при влажности 60 %.

Масса воды, которую следует испарить для повышения влажности воздуха, определяется разностью

∆m = m₂ — m₁, или, в явном виде, ∆m = р₂V — р₁V = (р₂ — р₁)V.

Плотность водяного пара при увеличении влажности увеличивается и определяется следующими формулами:

при влажности ф₁ = 20%:

ф₁ = p₁M/RT, где 

p₁ — давление ненасыщенного водяного пара при влажности 20%; M — молярная масса водяного пара (воды); R — универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж/(моль ^. К); T — температура воздуха, T = 273 + 20 = 293 K;

при влажности ф₂ = 50%:

ф₂ = p₂M/RT, где 

p₂ — давление ненасыщенного водяного пара при влажности 60 %.

Формула для расчета искомой величины принимает вид:

∆m = p₂M/RT — p₁M/RT = (p₂ — p₁)VM/RT.

Давления ненасыщенного водяного пара найдем из формулы ф = (p ^. 100 %)/p₀:

при влажности ф₁ = 20%:

 p₁ = ф₁p₀/100%, где 

р₁ — первоначальная влажность воздуха, ф₁ = 20%; p₀ — давление насыщенного пара при температуре T = 293 К;

при влажности ф₂ = 60%:

p₂ = ф₂p₀/100%, где 

ф₂ — влажность воздуха после испарения некоторого количества воды, ф₂ = 60 %.

Подстановка полученных выражений в формулу для ∆m дает:

∆m = (ф₂ — ф₁)/100% ^. p₀VM/RT.

Вычислим:

∆m = (60,0% — 20,0%)/[100% ^. (2,33 ^. 10³) ^. 20,0 ^. (18,0 ^. 10^-3)/(8,31 ^/ 293) = 137,8 ^. 10^-3 кг = 137,8 г.

Ответ: Для указанного повышения влажности воздуха в комнате необходимо испарить 137,8 г воды.
 

---

Задача 34.
Определить состояние водяного пара, находящегося под давлением p_п = 246660 Па, если его температура составляет:
а) t₁ = 115 °С; б) t₂ = 132 °С.
Решение: 
Согласно табличным данным, давлению p_п = 246,66 кПа соответствует температура насыщения t_н = 127°С. Поскольку t₁ < t_н, то в первом случае пар является влажным. Для второго случая t₂ > t_н, т.е. пар является перегретым.

Таким образом, водяной пар при температуре 115 °С является влажным, а пар при температуре 132 °С — перегретый.

Ответ: а) влажный; б) перегретый.
 

---

Задача 35. 
Водяной пар, имеющий температуру t = 150 °С, находится под давлением pп = 0,4 МПа. Определить степень его насыщенности.
Решение: 
По табличным данным, применив метод интерполяции, определяем, что температуре t = 150°С соответствует давление насыщения p_н = 475722 Па. Далее, использовав формулу:

ф = p_п/p_н, где

ф — степень насыщенности пара; p_п — давление пара (плотность перегретого пара);  p_н — давление насыщенного пара воды (плотность насыщенного пара).

Находим степень насыщенности пара, получим:

ф = p_п/p_н = 400000/475722 = 0,84.

Ответ: ф = 0,84.

---

МУНИЦИПАЛЬНОЕ
ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ЛИЦЕЙ № 8 г. ТЫНДЫ АМУРСКОЙ ОБЛАСТИ

МЕТОДИКА
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

 ПО
ТЕМЕ «ВЛАЖНОСТЬ»

Бортикова
Галина Ивановна,

учитель
физики МОБУ Лицей № 8

г.
Тында -2022 г.

МЕТОДИКА
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ «ВЛАЖНОСТЬ»

Влажность
воздуха – это явление природы, которое очень тесно связано с повседневной
жизнью каждого человека.

Это
явление природы, связанное с переходами вещества из одного агрегатного
состояния в другое, как испарение, конденсация, которые тяжело воспринимаются
обучающимися при решении различных задач.

Учитывая
большое практическое значение влажности воздуха, на ОГЭ и ЕГЭ по физике
учащимся предлагается решить задачи на знание понятия влажности, величин
характеризующих его, а также способов их определения с помощью приборов.

 В
данном пособии рассмотрены особенности применения основных формул и законов
молекулярно-кинетической теории при нахождении основных характеристик влажности
воздуха и рассмотрены примеры решения задач.

Для
характеристики влажности употребляют такие физические величины, как абсолютная
и относительная влажность воздуха.

Абсолютная
влажность ρ — это физическая величина, показывающая, сколько граммов водяного
пара содержится в воздухе объемом 1 м³ при данных условиях, т. е.
плотность водяного пара.

   
ρ = , где m
– масса воды, V – объём воздуха. формула1)

В системе международной
плотность различных веществ измеряется в, так масса водяного пара
в воздухе невелика, то для измерения абсолютной влажности на практике принято
применять внесистемную единицу измерения плотности — в ​, учитывая, что 1   =  0,001.

В
зависимости от количества водяных паров, находящихся при данной температуре в
атмосфере, воздух бывает различной степени влажности.

Степень влажности
определяется фактором того, насколько водяной пар близок или далек от состояния
насыщения.

Чем больше в воздухе
водяных паров, тем ближе пар к состоянию насыщения.

Чем выше температура
воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его насыщения.

Несмотря на то, что
абсолютную влажность можно представить, тем не менее это не дает полного
понятия о влажности или сухости воздуха. Для того, чтобы определить степень
сухости или влажности воздуха, введено такое понятие, как относительная
влажность.

Относительная влажность
дает понятие содержания влаги в воздухе. Данная величина показывает долю в
процентном отношении, на сколько насыщен воздух водяным паром.

Другими словами,
относительная влажность – это отношение массы влаги, находящейся в воздухе в
данный момент, к максимальной массе влаге, которая вообще может находиться в
этом объеме воздуха при данной температуре.

Относительная влажность
воздуха (φ) — это отношение его
текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной
температуре.

формула 2)

Относительная влажность
обычно выражается в процентах.

Используя уравнение
Менделеева — Клапейрона    и формулу плотности , относительную влажность
можно определить, как процентное отношение парциального давления р пара в
воздухе к давлению р_нас насыщенного пара при той же температуре.

формула 3)

Величина
относительной влажности воздуха, вычисленная по формулам 2 и 3, будет примерно
одинаковая для одного и того же состояния водяного пара в воздухе, так в
таблицах значения даны с округлением до сотых или десятых.

Ниже
в таблице 3, приведены значения плотности и давления насыщенного пара при
разных температурах.

При
решении задач на влажность воздуха можно применять уравнение Менделеева-Клапейрона,
газовые законы Бойля – Мариотта, Гей – Люссака, Шарля, только для ненасыщенного
пара.

Для
насыщенного пара уравнение
Менделеева-Клапейрона, газовые законы Бойля – Мариотта, Гей – Люссака, Шарля
использовать нельзя по следующим причинам:

1.     Если
насыщенный пар изотермически сжимать, то он конденсируется часть водяного пара
переходит в жидкое состояние, поэтому его давление не изменяется.

2.     При
изотермическом расширении насыщенного пара, его объём увеличивается и пар
становится ненасыщенным.

3.     При
изохорном охлаждении насыщенного пара часть пара конденсируется

4.     При
изохорном нагревании насыщенный пар переходит в ненасыщенный.

5.     При
изохорном повышении температуры его давление увеличивается не пропорционально
абсолютной температуре, а быстрее, так как при этом увеличивается не только скорость
и кинетическая энергия молекул, а и количество молекул количество молекул вылетающих
из жидкости.

Для
измерения относительной влажности воздуха используют психрометр Августа (рисунок
1).

Принцип действия психрометра основан на
физическом свойстве жидкости (воды) к испарению и возникающей при этом разности
температур показываемых сухим и влажным термометрами. Испарение, за счет того,
что жидкость покидают наиболее «быстрые» молекулы, приводит к потере
жидкостью части энергии и как следствие снижение ее температуры, регистрируемое
смоченным термометром.

Простейший
психрометр состоит из двух стеклянных термометров (спиртовых или ртутных). Один
сухой, другой влажный (смоченный), обернутый влажной хлопчатобумажной тканью.
Конец этой ткани опущен в резервуар с жидкостью. При испарении воды происходит
охлаждение влажного термометра. Чем ниже влажность окружающего воздуха, тем
интенсивнее протекает этот процесс. Следовательно, чем суше воздух, влажность
которого определяется, тем ниже будут показания смоченного термометра, тем
больше будет разница между показаниями сухого и влажного термометров.

Чтобы найти значение относительной влажности
воздуха с помощью психрометра Августа нужно придерживаться следующего плана:

1.   
определить температуру сухого термометра ;

2.   
определить температуру влажного термометра
;

3.   
найти разность показаний термометров ;

4.    
по психрометрической таблице, на
пересечении температуры сухого термометра и разности показаний термометров,
найти относительную влажность воздуха.

Таблица 1

ПСИХРОМЕТРИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА

Например:
при температуре сухого термометра  и разности показаний
сухого и влажного  термометров = 4 °С относительная
влажность воздуха будет равна 67%.

5.    
Используя формулу 1 определить абсолютную
влажность воздуха.

Примечание:
психрометром Августа для измерения относительной влажности воздуха нельзя
пользоваться «на сквозняке» или на улице на ветру, так как скорость испарения
воды увеличивается, поэтому показания влажного термометра уменьшаются и
значение относительной влажности воздуха будет не правильным.

ПРИМЕРЫ
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ.

Задача № 1

Определите
относительную влажность воздуха  в помещении, если при
температуре t = 20 °С абсолютная влажность воздуха равна 10,2 г/м³.

ДАНО:	РЕШЕНИЕ
t = 20 °С	Относительная влажность вычисляется по формуле По таблице при температуре воздуха t = 20 °С плотность насыщенных паров равна   Следовательно,   Ответ:

Задача № 2

Определите
относительную влажность воздуха  в помещении, если при
температуре t = 22 °С парциальное давление равно 1,5 кПа.

ДАНО:	РЕШЕНИЕ
t = 22 °С	Относительная влажность вычисляется по формуле По таблице при температуре воздуха t = 22 °С давление насыщенных паров равна   Следовательно,   Ответ:

Задача № 3

На улице моросит
холодный осенний дождь. В комнате развешано выстиранное бельё. Высохнет ли
бельё быстрее, если открыть форточку?

РЕШЕНИЕ:

При комнатной
температуре 20 °С давление насыщенных водяных паров по таблице p_нас =2,34
кПа. На улице при температуре ниже 20°С давление насыщенных водяных паров будет
меньше (относительная влажность воздуха 100%), поэтому водяной пар будет
выходить на улицу и бельё высохнет быстрее.

Ответ: бельё
высохнет быстрее.

Задача
№ 4

Определите
парциальное давление в помещении, если при температуре                t = 22 °С
относительная влажность воздуха φ равна 61%.

ДАНО:	РЕШЕНИЕ
t = 22 °С	Из формулы относительной влажности следует, что По таблице при температуре воздуха t = 22 °С давление насыщенных паров равно   Тогда,   = 1,43 кПа Ответ:

Задача
№ 5

Определите
относительную влажность воздуха  в помещении, если при
температуре t = 24 °С абсолютная влажность воздуха равна  

ДАНО:	РЕШЕНИЕ
t = 24 °С	Относительная влажность воздуха вычисляется по формуле По таблице при температуре воздуха t = 24 °С плотность насыщенных паров равна   Следовательно,   Ответ:

Задача
№ 6

Определите
давление насыщенного водяного пара в помещении, если относительная влажность
воздуха равна 40%, а парциальное давление равно   2,2 кПа.

ДАНО:	РЕШЕНИЕ
	Из формулы относительной влажности   следует, что    . Давление насыщенного водяного пара . Ответ:

Задача
№ 7

Определите
абсолютную влажность воздуха  в помещении, если при
температуре t = 24 °С относительная влажность воздуха равна 69%.

ДАНО:	РЕШЕНИЕ
t = 24 °С	Из формулы относительной влажности следует, что По таблице при температуре воздуха t = 24 °С плотность насыщенных паров равно    Тогда,   = 15,04 г/м3. Ответ:.

Задача
№ 8

Определите
плотность насыщенного водяного пара в помещении, если относительная влажность
воздуха равна 45%, а абсолютная влажность равна   15,8 г/м³.

ДАНО:	РЕШЕНИЕ
	Из формулы относительной влажности   следует, что    . Плотность насыщенного водяного пара . Ответ:

Задача
№ 9

Почему испарение с
кожи человека зависит от относительной, а испарение с поверхности легких — от
абсолютной влажности воздуха?[1]

Ответ. Чем сильнее
насыщен окружающий человека воздух, тем медленнее идет испарение с поверхности
его кожи. Воздух же в легких полностью насыщается парами и имеет постоянную
температуру (около 32° С). Поэтому количество пара, которое может испариться в
этот воздух, равно разнице между максимальной влажностью воздуха в легких и
абсолютной влажностью вдыхаемого воздуха.

Задача
№ 10

В
комнате объёмом 72 м³ при температуре 25°С относительная влажность
воздуха  равна 50%. Чему равна
масса водяных паров, содержащихся в воздухе? (Давление насыщенных паров воды
при температуре 25 °С равно 3,17 кПа.)

ДАНО:	РЕШЕНИЕ
V = 72 м3 t = 25 °С = 298 К = 3,17 кПа	Из формулы относительной влажности   следует, что парциальное давление   = 1,585 кПа Из уравнения Менделеева – Клапейрона   следует, что масса водяных паров m = m =  = 1,66 кг Ответ:

Задача
№ 11

В комнате объёмом
36 м³ при температуре 23°С относительная влажность воздуха  равна 55%. Чему равна
масса водяных паров, содержащихся в воздухе?

ДАНО:	РЕШЕНИЕ
V = 36 м3 t = 23 °С	Из формулы плотности , следует, что m = Из формулы относительной влажности следует, что По таблице при температуре воздуха t = 23 °С плотность насыщенных паров равно    Следовательно,   = 11,33 г/м3. Тогда масса водяных паров m = Ответ:

Задача
№ 12

При
температуре 25°С относительная влажность воздуха  в комнате равна 30%. Какую
массу воды нужно испарить для увеличения влажности до 50%, если объём
комнаты объёмом 40 м³ Давление насыщенных паров
воды при температуре 25 °С равно 3,17 кПа.

ДАНО:	РЕШЕНИЕ
V = 40 м3 t = 25 °С = 298 К = 3,17 кПа	Масса воды, которую нужно испарить Δm = m2 – m1, где m1 — масса воды при влажности 30%, а m2 – масса воды при влажности 50%. Из уравнения Менделеева – Клапейрона   следует, что масса водяных паров m = . Тогда Из формулы относительной влажности следует, что парциальное давление Следовательно .  = 0,184 кг. Ответ: Δ

Задача
№ 13

При
температуре 22°С относительная влажность воздуха  в комнате равна 40%.
Какую массу воды нужно испарить для увеличения влажности до 55%, если объём
комнаты объёмом 70 м³. Плотность насыщенных
паров воды при температуре 22 °С равна = 19,4 г/м³.

ДАНО:	РЕШЕНИЕ
V = 70 м3 t = 22 °С = 295 К = 19,4 г/м3	Масса воды, которую нужно испарить Δm = m2 – m1, где m1  — масса воды при относительной влажности воздуха  40%, а m2 – масса воды при относительной влажности воздуха 55%. ,  а  , поэтому     Из формулы относительной влажности следует, что абсолютная влажность .

	Тогда . = 203,7 г ≈ 0,2 кг Ответ:

Задача № 14

Температура воздуха в комнате t₁ = 24°С,
 а его относительная влажность   На улице температура t₂ = 10°C и относительная влажность воздуха  . Каким будет направление движения водяных паров, если открыть форточку:
с улицы в комнату или из комнаты на улицу?

ДАНО:	РЕШЕНИЕ
t1 = 24°С t2 = 10 °C	Из формулы относительной влажности следует, что парциальное давление По таблице при температуре воздуха t1 = 24°С давление насыщенных паров воды  = 2,99 кПа, поэтому 1,495 кПа. А при температуре воздуха t2 = 10°С давление насыщенных паров воды  = 1,23 кПа, поэтому 1,107 кПа.  Так как давление водяных паров в комнате больше, чем на улице (), то пар выходит из комнаты на улицу. Ответ:  пар выходит из комнаты на улицу
Направление движения водяных паров?

Задача № 15

В сосуде с
подвижным поршнем находятся вода и её насыщенный пар. Объём пара изотермически
уменьшили в 2 раза. Во сколько раз увеличилась концентрация молекул пара?

Ответ: Концентрация молекул пара не изменится. Так как пар
насыщенный, то при уменьшении объема, часть молекул водяного пара перейдёт в
жидкое состояние.

Задача № 16

Относительная
влажность воздуха в цилиндре под поршнем равна 60%. Воздух изотермически сжали,
уменьшив его объём в два раза. Какова стала относительная влажность воздуха?
(Ответ дать в процентах.)

Решение:

Учитывая, что в начальном состоянии парциальное давление было
равно 0,6p_нас, то при уменьшении объёма в два раза оно в соответствии с
законом Бойля- Мариотта должно увеличиться в два раза и стать равным 1,2p_нас, чего в действительности не может быть, так как максимальное давление
водяного пара равно давлению насыщенного пара при данной температуре. Из
формулы относительной влажности   следует, что относительная влажность будет равна 100%.

Ответ: 100%

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица
2.

Таблица
3.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ
ЛИТЕРАТУРА

1.     Л.Э.
Генденштейн, Ю.И.Дик., под ред. В.А. Орлова. Физика. 10 класс: учебник для
общеобразовательных организаций (базовый и углублённый уровни). В 3 ч.— М.:
Мнемозина, 2019

2.     С.Е.
Каменецкий и В.П. Орехов. Методика решения задач по физике в средней школе.
Пособие для учителей. -М.: Просвещение, 1971 /

3.     Физика:
учеб. для 10 кл. общеобразовательных учреждений / Г.Я Мякишев, Б.Б.  Буховцев,
Н.Н. Сотский. – 14-е изд. – М.: Просвещение, 2005

Испарение происходит постоянно с поверхностей различных жидкостей. Поэтому в воздухе вокруг нас всегда содержится какое-то количество водяных паров. Понятие влажности воздуха как раз характеризует содержание этих паров в атмосфере.

Абсолютная влажность показывает плотность водяного пара: $rho = frac{m}{V}$.
Относительная влажность воздуха определяется отношением абсолютной влажности к плотности насыщенного водяного пара при той же температуре: $varphi = frac{rho}{rho_0} cdot 100  %$.

С другой стороны, относительная влажность воздуха иногда определяется отношением давления водяных паров в воздухе к давлению насыщенного водяного пара: $varphi = frac{p}{p_0} cdot 100 %$.

Пары различной плотности становятся насыщенными при разных температурах. Также им соответствует различное давление. Эти значения экспериментально определены и представлены в таблице 1. Она пригодится нам для решения задач в данном уроке.

$t, degree C$	$p, кПа$	$rho, frac{г}{м^3}$	$t, degree C$	$p, кПа$	$rho, frac{г}{м^3}$	$t, degree C$	$p, кПа$	$rho, frac{г}{м^3}$
0	0,611	4,84	11	1,31	10,0	22	2,64	19,4
1	0,656	5,22	12	1,40	10,7	23	2,81	20,6
2	0,705	5,60	13	1,50	11,4	24	2,99	21,8
3	0,757	5,98	14	1,59	12,1	25	3,17	23,0
4	0,813	6,40	15	1,70	12,8	30	4,24	30,3
5	0,872	6,84	16	1,81	13,6	40	7,37	51,2
6	0,934	7,3	17	1,94	14,5	50	12,3	83,0
7	1,01	7,8	18	2,06	15,4	60	19,9	130
8	1,07	8,3	19	2,19	16,3	70	31,0	198
9	1,15	8,8	20	2,34	17,3	80	47,3	293
10	1,23	9,4	21	2,48	18,3	90	70,1	424

Задача №1

Определите абсолютную влажность воздуха в кладовке объемом $10 space м^3$, если в нем содержится водяной пар массой $0.12 space кг$.

Дано:
$V = 10 space м^3$
$m = 0.12 space кг$

$rho — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Задача №2

Через фильтр с сорбентом, поглощающим водяной пар, пропущено $5 space л$ воздуха, после чего масса фильтра увеличилась на $120 space мг$. Какова абсолютная влажность воздуха?

$rho — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Задача №3

Относительная влажность воздуха в комнате $varphi = 60 %$, температура $16 degree C$. До какой температуры надо охладить металлический предмет, чтобы на его поверхности появилась роса?

Дано:
$varphi = 60 %$
$t_1 = 16 degree C$

$t_2 — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Задача №4

При температуре $10 degree C$ относительная влажность воздуха равна $80 %$. Как изменится относительная влажность, если повысить температуру до $20 degree C$.

Дано:
$t_1 = 10 degree C$
$varphi_1 = 80 %$
$t_2 = 20 degree C$

$varphi_2 — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Задача №5

Сосуд наполнен воздухом при $t = 15 degree C$; относительная влажность воздуха $varphi = 63 %$. Когда воздух был осушен хлористым кальцием, масса сосуда уменьшилась на $3.243 space г$. Определите объем сосуда.

Показать решение и ответ

Скрыть

Задача №6

Чему равна относительная влажность воздуха в классе, если температура в помещении $20 degree C$ и абсолютная влажность воздуха равна $10 frac{г}{м^3}$?

Дано:
$t = 20 degree C$
$rho = 10 frac{г}{м^3}$

$varphi — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Задача №7

Найдите относительную влажность воздуха при температуре $10 degree C$, если давление паров воды в воздухе равно $0.9 space кПа$.

Дано:
$t = 10 degree C$
$p = 0.9 space кПа$

$varphi — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Давление водяного пара в воздухе равно $0.96 space кПа$, относительная влажность $60 %$. Чему равно давление насыщенного водяного пара при этой же температуре?

Дано:
$p = 0.96 space кПа$
$varphi = 60 %$

$p_0 — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Задача №9

Найдите массу паров воды в воздухе кабинета объемом $40 space м^3$ при температуре $20 degree C$ и относительной влажности $60 %$.

Дано:
$V = 40 space м^3$
$t = 20 degree C$
$varphi = 60 %$

$m — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Задача №10

При какой температуре образуется туман, если температура воздуха $20 degree C$ и относительная влажность $80 %$?

Дано:
$t_1 = 20 degree C$
$varphi = 80 %$

$t_2 — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть