Недавно я решил изучить некоторые основные принципы физики влажного воздуха, и одной из задач, которую я попробовал решить, было найти значение относительной влажности воздуха в закрытом сосуде, который был изохорно нагрет от 16 °C до 30 °C. У меня уже были некоторые данные⁚ в начальной ситуации относительная влажность составляла 90%, и я знал значение давления насыщенного пара. Также мне было дано значение давления насыщенного пара в конечной ситуации (4,24 кПа).Сначала я решил использовать уравнение Чарльза для идеального газа, так как воздух можно приближенно считать идеальным газом при таких условиях. Уравнение Чарльза выражает пропорциональность объема газа и его температуры при постоянном давлении.V₁ / T₁ V₂ / T₂,
где V₁ и V₂ обозначают объем газа в начальной и конечной ситуациях соответственно, T₁ и T₂ ー начальную и конечную температуры газа.
Я решил использовать изохорное нагревание, что значит, что объем газа остается постоянным. Это позволяет мне сделать простую замену V₁ V₂ V.Теперь мне нужно было найти начальное давление насыщенного пара, чтобы использовать его в уравнении. Начальное значение относительной влажности составляло 90%, что означало, что воздух был насыщен влагой. Я знал, что давление насыщенного пара при 16 °C равно 2,88 кПа (это значение можно найти в таблицах или воспользоваться соответствующими формулами).Теперь я мог приступить к решению уравнения Чарльза. Подставив известные значения, получилось следующее⁚
V / 16 V / 30.Теперь я могу сократить оба V и решить уравнение⁚
16 30.
Моя ошибка! Уравнение неразрешимо! Я понял, что в моих предположениях была ошибка ‒ я не учел изменение давления насыщенного пара при изменении температуры. Воздух, нагреваясь, способен вместить больше влаги, поэтому давление насыщенного пара должно увеличиваться.Я нашел таблицу, где указывались значения давления насыщенного пара для разных температур. Для 30 °C давление насыщенного пара оказалось равным 4,24 кПа.Теперь я могу использовать новое значение давления насыщенного пара в уравнении Чарльза⁚
V / 2,88 V / 4,24.Решая уравнение, я получил⁚
V ≈ 4٫24 * 16 / 30٫
V ≈ 2٫294 кПа.Теперь у меня есть давление исходного газа٫ а также давление насыщенного пара в конечной ситуации. Чтобы найти относительную влажность٫ я должен поделить давление насыщенного пара в начальной ситуации на давление исходного газа и умножить на 100%⁚
Относительная влажность ≈ (4,24 / 2,294) * 100%,
Относительная влажность ≈ 184٫9%.
Вот как я нашел значение относительной влажности воздуха, находящегося в закрытом сосуде, когда его изохорно нагрели от 16 °C до 30 °C٫ учитывая значения давления насыщенного пара и относительной влажности в первоначальной ситуации и значение давления насыщенного пара в конечной ситуации.