Просмотр задания № 5418

Молекулярная физика. Термодинамика

В комнате размерами 4×5×3 м, в которой воздух имеет температуру 10 °C и относительную влажность 30%, включили увлажнитель воздуха производительностью 0,2 л/ч. Чему станет равна относительная влажность воздуха в комнате через 1,5 ч? Давление насыщенного водяного пара при температуре 10 °C равно 1,23 кПа. Комнату считать герметичным сосудом.

Решение:

1. Относительная влажность определяется парциальным давлением водяного пара p и давлением pнас насыщенного пара при той же температуре. За время t работы увлажнителя с производительностью I испаряется масса воды плотностью ρ.

2. В результате исходная влажность в комнате, возрастает до значения:

Водяной пар в комнате объёмом V является разреженным газом, который подчиняется уравнению Менделеева-Клапейрона, где M – масса водяного пара, p – парциальное давление, μ – его молярная масса.

3. Увеличение массы пара в комнате на m (от m1 до m2 =m1+m) приводит к увеличению парциального давления на величину, пропорциональную испарившейся массе. Отсюда:

4. Подставляя значения физических величин, получим:

В комнате размерами 4×5×3 м, в которой воздух имеет температуру 10 °C и относительную влажность 30%, включили увлажнитель воздуха производительностью 0,2 л/ч. Чему станет равна относительная влажность воздуха в комнате через 1,5 ч? Давление насыщенного водяного пара при температуре 10 °C равно 1,23 кПа. Комнату считать герметичным сосудом.

Дано:
φ1 = 30% = 0,3; ρ = 103 кг/м3; I = 2 л/ч = 0,2·10-3 м3/ч; τ = 1,5 ч; R = 8,31 Дж/(моль·К); T = 10 °С = 283 К; M = 18·10-3 кг/моль; pнас = 1,23 кПа = 1,23·103 Па; a = 4 м; b = 5 м; с = 3 м.

Найти: φ2 – ?

Решение:

1. Относительная влажность определяется парциальным давлением водяного пара p и давлением pнас насыщенного пара при той же температуре. За время τ работы увлажнителя с производительностью I испаряется масса воды m = ρIτ плотностью ρ. В результате исходная влажность в комнате, возрастает до значения:

2. Водяной пар в комнате объёмом V является разреженным газом, который подчиняется уравнению Менделеева-Клапейрона, где mп – масса водяного пара, p – парциальное давление, М – его молярная масса.

Увеличение массы пара в комнате на m (от m1 до m2 = m1 + m) приводит к увеличению парциального давления на величину, пропорциональную испарившейся массе.

Подставляем выражение для объема V в основную формулу:

Влияние влажности на относительную влажность в помещении

Во время холодной зимней погоды Миша заметил, что в его квартире слишком сухой воздух. Он решил проветрить помещение, но когда закрыл окна, относительная влажность упала еще ниже. Почему это произошло?

Эффект изменения относительной влажности

Когда Миша открыл окна, в квартиру попал влажный уличный воздух. После закрытия окон и разогрева воздуха до комнатной температуры, относительная влажность упала. Этот эффект можно объяснить на основе законов физики.

Опыты с влажным воздухом и водяным паром

Эффект вертикальной трубки

Вертикально поставленная трубка с влажным воздухом и ртутью покажет, что относительная влажность увеличится по сравнению с горизонтальным положением трубки.

Изменение относительной влажности в сосуде

При уменьшении объема сосуда с влажным воздухом и водой, давление газа увеличится, что приведет к увеличению относительной влажности.

Воздействие увлажнителя воздуха

Длительная работа увлажнителя с производительностью позволит повысить относительную влажность в помещении.

Графики и зависимости

Схематичный график зависимости давления водяного пара

График демонстрирует увеличение давления при насыщении пара, а затем резкий скачок при полном испарении воды.

Сравнение давления газа и насыщенного пара

Задача на определение соответствия графика давления газа или насыщенного пара от температуры.

Выводы

Изучение влажности и ее воздействия на относительную влажность поможет лучше понять процессы, происходящие внутри помещений в зимний период. Оправданное использование увлажнителей воздуха и проветривание помогут создать комфортные условия для жизни и работы.

Концентрация молекул водяного пара относительная влажность воздуха

В сосуде находится влажный воздух под давлением с относительной влажностью. Температура воздуха. Объем сосуда изотермически уменьшают в 3 раза. Найдите конечное давление влажного воздуха, если давление насыщенного пара при 80 градусах Цельсия.

В герметичном сосуде фиксированного объема находится влажный воздух. В результате нагревания температура в сосуде увеличилась в 4 раза, а давление в 5 раз. Выберите все верные утверждения о результатах этого опыта.

В герметичном сосуде под поршнем находится влажный воздух. В результате изотермического сжатия объем сосуда уменьшился в 5 раз, при этом давление выросло в 4 раза. Выберите все верные утверждения о результатах этого опыта.

Суммарная масса молекул воды, находящихся в сосуде с относительной влажностью составляет. Чему станет равна установившаяся относительная влажность, если в сосуд налить воды, а его объем изотермически увеличить в два раза?

В сосуде под поршнем находится водяной пар с относительной влажностью 50%. Объем сосуда уменьшили, а температура внутри повысилась, при этом плотность пара не изменилась. Как изменились относительная и абсолютная влажность воздуха в этом процессе?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

| Относительная влажность | Абсолютная влажность |

Плотность влажного воздуха при температуре и давлении равна. Чему равна плотность водяного пара при этой температуре? Универсальная газовая постоянная молярная масса сухого воздуха, молярная масса воды. Ответ приведите в округлив до одного знака после запятой.

В закрытом сосуде при температуре находится воздух, относительная влажность которого. Сосуд охлаждают до температуры. При этом часть паров конденсируется и образуется вода массой. Определите объем сосуда, если давление насыщенных паров при начальной температуре равно, а при конечной. Молярная масса воды равна.

В гладком вертикальном цилиндре под невесомым поршнем находится влажный воздух. Давление в цилиндре равно, а температура. Объём цилиндра изотермически уменьшили в раза. Определить давление в цилиндре после сжатия, если в начальном состоянии плотность сухого воздуха в раза превышает плотность водяного пара. Молярная масса воздуха равна, воды —.

Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде равна 40%. Какой будет относительная влажность воздуха в сосуде, если при неизменной температуре уменьшить объём сосуда в 1,5 раза?

Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде равна 80%. Какой будет относительная влажность воздуха в сосуде, если при неизменной температуре уменьшить объём сосуда в 1,5 раза?

В закрытом сосуде под поршнем находится влажный воздух при температуре 100 °C. Парциальное давление водяного пара в сосуде равно 60 кПа. Какова относительная влажность воздуха в сосуде?

Исследование воздушно-паровых смесей

В данной статье мы рассмотрим различные примеры из области исследования воздушно-паровых смесей. Рассмотрим как изменяется давление, температура и объём при воздействии различных факторов.

Парциальное давление водяного пара

Представим ситуацию: в закрытом сосуде при температуре 100 °C под поршнем находится влажный воздух с относительной влажностью 80%. Каково парциальное давление водяного пара в сосуде? Ответ: кПа

Объём воздушно-паровой смеси

Допустим, в сосуде под поршнем находится воздух с относительной влажностью 20%. Поршень сдвигают, уменьшая объём. Во сколько раз уменьшится объём сосуда к моменту, когда при неизменной температуре водяной пар в сосуде станет насыщенным? Ответ: раз(а)

Определение давления насыщенного пара

Если в воздухе комнаты при относительной влажности 40% парциальное давление водяного пара равно 980 Па, то каково давление насыщенного водяного пара при данной температуре? Ответ: Па

Относительная влажность воздуха

При известном парциальном давлении водяного пара воздуха в комнате и давлении насыщенного пара при данной температуре, определите относительную влажность воздуха в комнате.

Эксперименты с водяным паром

Изучим различные сценарии экспериментов с водяным паром, изменяя объём, температуру и другие параметры.

Выводы

Таким образом, понимание воздушно-паровых смесей важно для многих процессов, связанных с атмосферой и технологией. Правильное исследование и анализ данных в этой области позволяет эффективно управлять процессами, где важно учитывать паровую фазу.

В закрытом сосуде постоянного объёма при комнатной температуре находится воздух, содержащий ненасыщенный водяной пар. Температуру воздуха увеличили на 20 К. Как изменились при этом концентрация молекул воды и относительная влажность воздуха в сосуде?

Концентрация молекул воды в сосуде Относительная влажность воздуха в сосуде

В закрытом сосуде постоянного объёма при комнатной температуре долгое время находится влажный воздух. На стенках внутри сосуда видна обильная роса. Температуру воздуха медленно увеличили на 20 К. Роса на стенках сосуда при этом не пропала. Как изменились при этом концентрация молекул водяного пара и относительная влажность воздуха в сосуде?

Концентрация молекул водяного пара в сосуде Относительная влажность воздуха в сосуде

В 1 м3 влажного воздуха при температуре содержится 33,3 г водяного пара. Давление насыщенного пара при этой температуре pн = 5945 Па. Какова относительная влажность воздуха?

В сосуд объемом наполненный сухим воздухом при давлении и температуре вводят воды. Сосуд нагревают до температуры Каково давление влажного воздуха в сосуде при этой температуре?

В закрытом с обоих концов и откачанном цилиндрическом сосуде объемом может свободно перемещаться невесомый тонкий поршень. В сосуд с одной стороны от поршня ввели воды, а с другой стороны азота. Какую часть объема цилиндра будет занимать азот при температуре в обеих частях сосуда? Молярные массы воды и азота равны соответственно и

Тонкая пробирка частично заполнена водой и расположена вертикально в камере большого объема, в которой воздух поддерживается при нулевой относительной влажности и постоянном давлении, равном наружному атмосферному давлению. Вследствие диффузии в пробирке устанавливается линейное изменение концентрации пара с высотой: вблизи поверхности воды пар оказывается насыщенным, а у верхнего открытого конца пробирки его концентрация в 2 раза меньше. Пробирку сверху закрывают крышкой. После установления равновесия оказалось, что плотность влажного воздуха внутри пробирки отличается от плотности сухого воздуха в камере вдали от пробирки на величину Найти давление насыщенного пара при температуре опыта, равной 27 °С. Молярная масса сухого воздуха Изменением уровня жидкости в пробирке во время опыта пренебречь.