а) Определение парциального давления насыщенного водяного пара при данной температуре:
Для определения парциального давления насыщенного водяного пара можно воспользоваться уравнением Клапейрона-Клаузиуса: P = P_0 * φ, где P_0 - давление насыщенного водяного пара при данной температуре, φ - относительная влажность (в долях единицы).
При использовании таблицы насыщенных паров для воды при 20 °C, найдем значение давления насыщенного водяного пара: P_0 = 2.338 кПа.
Подставим данные:
P = 2.338 кПа * 0.8 = 1.87 кПа
Ответ:
Парциальное давление насыщенного водяного пара при данной температуре составляет 1.87 кПа.
б) Определение массы водяного пара в воздухе:
Массовая доля водяного пара в воздухе может быть рассчитана как отношение парциального давления водяного пара к общему давлению, умноженное на массу воды в данном объеме воздуха.
Молярная масса водяного пара: M(H2O) = 18 г/моль
Молярная масса воздуха: M(воздуха) = 29 г/моль
Массовая доля водяного пара: x = P / P_атм * M(H2O) / M(воздуха)
P_атм = 101.3 кПа - атмосферное давление
P_атм = 101.3 кПа, P = 1.87 кПа
x = 1.87 кПа / 101.3 кПа * 18 г/моль / 29 г/моль = 0.0109
Ответ:
Массовая доля водяного пара в воздухе составляет 1.09%.
в) Определение объема, при котором начнется выпадение росы:
Для начала выпадения росы необходимо достичь точки росы, что происходит при охлаждении воздуха до температуры, при которой его водяной пар становится насыщенным. Это может быть рассчитано с использованием уравнения состояния водяного пара.
При переходе в точку росы, парциальное давление водяного пара будет равно давлению насыщенного пара при данной температуре.
Ответ:
Для начала выпадения росы, необходимо сжать воздух до такого объема, при котором парциальное давление водяного пара достигнет 1.87 кПа.