В 16 м3 воздуха находится 138 г водяного пара при температуре 20 °С. Какова при этом плотность насыщенных водяных паров, если относительная влажность воздуха равна 50 %?
от

1 Ответ

Дано:
Объем воздуха (V) = 16 м³
Масса водяного пара (m_пар) = 138 г
Температура (T) = 20 °C = 293.15 K
Относительная влажность воздуха (Φ) = 50%
Плотность насыщенных водяных паров (ρ_насыщ) = ?

Решение:
1. Найдем массу воды в воздухе при данной относительной влажности. Пусть масса воды в сухом воздухе составляет m_сух, тогда масса воды в смеси будет равна:

m_смеси = m_сух + m_пар

Поскольку относительная влажность составляет 50%, то масса воды в сухом воздухе будет равна массе воды в насыщенном паре при данной температуре.

2. Рассчитаем массу воды в сухом воздухе используя уравнение насыщения:

P_насыщ = ρ_насыщ * R * T

где P_насыщ - давление насыщенного пара, R - универсальная газовая постоянная, а T - температура в кельвинах.

m_сух = (P_насыщ * V) / (R * T)

3. Подставляем известные значения и решаем для плотности насыщенных водяных паров:

ρ_насыщ = m_пар / V

4. Найдем плотность насыщенных водяных паров:

ρ_насыщ = (m_пар / V)

Подставляем значения:

ρ_насыщ = (138 г / 16 м³)

Решаем:

ρ_насыщ = 8.625 г/м³

Ответ:
Плотность насыщенных водяных паров при температуре 20 °C и относительной влажности 50% составляет 17,25 г/м³.
от