Номер 7, страница 265 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Молекулярная физика. Глава 10. Агрегатные состояния вещества. Фазовые переходы. Параграф 47. Влажность воздуха. Вопросы - номер 7, страница 265.

Условие.

7. С помощью каких формул можно определить относительную влажность воздуха?

Решение.

Относительная влажность воздуха ($\phi$) — это величина, которая показывает, насколько воздух насыщен водяным паром. Для её определения используются следующие формулы:

1. Формула через парциальное давление

Это основное определение относительной влажности. Она равна отношению парциального давления $\text{p}$ водяного пара, фактически содержащегося в воздухе, к давлению насыщенного водяного пара $p_{н.п.}$ при той же самой температуре, выраженному в процентах.

$\phi = \frac{p}{p_{н.п.}} \cdot 100\%$

Здесь $p_{н.п.}$ является табличной величиной, зависящей от температуры.

Ответ: Относительную влажность можно определить по формуле $\phi = \frac{p}{p_{н.п.}} \cdot 100\%$, где $\text{p}$ — парциальное давление водяного пара, а $p_{н.п.}$ — давление насыщенного пара при той же температуре.

2. Формула через абсолютную влажность (плотность пара)

Так как водяной пар можно считать идеальным газом, отношение давлений примерно равно отношению плотностей. Поэтому относительную влажность можно также определить через отношение абсолютной влажности $\rho$ (фактической плотности водяного пара в воздухе) к плотности насыщенного водяного пара $\rho_{н.п.}$ при той же температуре.

$\phi = \frac{\rho}{\rho_{н.п.}} \cdot 100\%$

Абсолютная влажность $\rho$ измеряется в г/м³ или кг/м³, а плотность насыщенного пара $\rho_{н.п.}$ также является табличной величиной.

Ответ: Относительную влажность можно определить по формуле $\phi = \frac{\rho}{\rho_{н.п.}} \cdot 100\%$, где $\rho$ — абсолютная влажность (плотность пара), а $\rho_{н.п.}$ — плотность насыщенного пара при той же температуре.

3. Формула через точку росы

Точка росы ($t_{росы}$) — это температура, до которой нужно охладить воздух, чтобы пар в нём стал насыщенным. При этой температуре фактическое парциальное давление пара $\text{p}$ равно давлению насыщенного пара $p_{н.п.}(t_{росы})$. Подставив это в первую формулу, получаем:

$\phi = \frac{p_{н.п.}(t_{росы})}{p_{н.п.}(t_{воздуха})} \cdot 100\%$

Для расчёта по этой формуле необходимо знать температуру воздуха и температуру точки росы, а затем найти соответствующие им значения давления насыщенного пара в таблицах.

Ответ: Относительную влажность можно определить по формуле $\phi = \frac{p_{н.п.}(t_{росы})}{p_{н.п.}(t_{воздуха})} \cdot 100\%$, используя табличные значения давления насыщенного пара для температуры воздуха и температуры точки росы.

На практике для измерения относительной влажности часто используют прибор психрометр. Влажность определяют по разности показаний сухого и влажного термометров с помощью специальных психрометрических таблиц, которые составлены на основе вышеуказанных физических принципов.