Дано:
Объем воздуха (V) = 3 м³
Масса водяного пара (m) = 45 г
Температура (T) = 18°C = 18 + 273 = 291 K
Найти:
Абсолютную влажность воздуха (ω)
Относительную влажность воздуха (φ)
Решение:
1. Для начала определим абсолютную влажность воздуха, которая выражается как отношение массы водяного пара к объему воздуха:
ω = m / V
2. Подставим известные значения:
ω = 45 г / 3 м³
≈ 15 г/м³
3. Теперь определим относительную влажность воздуха, которая показывает, насколько воздух насыщен водяным паром относительно его максимальной насыщенности при данной температуре. Для этого воспользуемся формулой:
φ = (ω / ω_max) * 100%
Где ω_max - максимальная абсолютная влажность при данной температуре.
4. Максимальная абсолютная влажность при данной температуре может быть найдена по таблицам или формулам. Однако, для данной задачи мы можем воспользоваться приближенным уравнением Клапейрона-Клаузиуса, которое выражает зависимость максимальной абсолютной влажности от температуры:
ω_max = C * e^(λ * T)
Где С и λ - константы, зависящие от выбранной системы единиц. Для системы СИ, мы можем принять C = 2.1667 * 10^6 г/м³ и λ = 0.0735 K^(-1).
5. Подставим известные значения и найдем максимальную абсолютную влажность:
ω_max = 2.1667 * 10^6 г/м³ * e^(0.0735 K^(-1) * 291 K)
≈ 18.67 г/м³
6. Теперь, используя найденные значения, найдем относительную влажность:
φ = (15 г/м³ / 18.67 г/м³) * 100%
≈ 80.5%
Ответ:
Абсолютная влажность воздуха: около 15 г/м³
Относительная влажность воздуха: около 80.5%