Дано:
V = 120 м^3 (объем комнаты)
T = 18°C = 291 K (температура воздуха)
Относительная влажность = 60%
Найти:
m (масса паров воды в воздухе комнаты)
Решение:
Для определения массы паров воды в воздухе воспользуемся уравнением Клапейрона-Клаузиуса:
PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура
Количество вещества паров можно рассчитать через их частичное давление:
P_vod = φ * P_s, где φ - относительная влажность, P_s - давление насыщенных паров при данной температуре
Молярная масса водяного пара составляет примерно 0.018 кг/моль. Теперь можно рассчитать массу паров воды в воздухе:
n = PV / RT
m = n * M, где M - молярная масса водяного пара
Подставим известные значения и рассчитаем массу паров воды:
P_s = 23.36 мм рт. ст. (давление насыщенных паров при температуре 18°C)
P = P_s * φ = 23.36 мм рт. ст. * 0.6 = 14.02 мм рт. ст.
n = (14.02 мм рт. ст. * 120 м^3) / (8.31 Дж/(моль·K) * 291 K) ≈ 0.718 моль
m = 0.718 моль * 0.018 кг/моль ≈ 0.013 кг
Ответ:
Масса паров воды в воздухе комнаты составляет примерно 0.013 кг.