Дано:
Температура (T) = 100 °C = 373,15 K
Относительная влажность (φ) = 30% = 0,3
Найти:
Плотность водяного пара
Решение:
1. Найдем давление насыщенного пара при данной температуре по таблице:
P = 0,03 atm = 3 kPa
2. Найдем давление водяного пара:
P' = φ * P = 0,3 * 3 = 0,9 kPa
3. Для нахождения плотности водяного пара воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
PV = mRT
4. Молярная масса водяного пара (M) = 18,02 г/моль
5. Выразим массу водяного пара:
m = PV / RT
6. Подставим значения и рассчитаем:
m = (0,9 * 10^3 Pa) * V / (8,31 J/(mol*K) * 373,15 K * 18,02 * 10^-3 kg/mol)
m ≈ 0,0158 kg
7. Найдем объем пара:
V = m / ρ
V ≈ 0,0158 kg / 0,09 kg/m^3
V ≈ 0,177 m^3
8. Теперь найдем плотность водяного пара:
ρ = m / V
ρ ≈ 0,0158 kg / 0,177 m^3
ρ ≈ 0,0894 kg/m^3 ≈ 0,09 кг/м3
Ответ:
Плотность водяного пара при температуре 100 °C и относительной влажности 30% составляет около 0,17 кг/м3.