2. Яка кількість водяної пари міститься в 20 л повітря за температури 17 ° С, якщо відносна вологість повітря становить

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для расчета содержания водяного пара в воздухе при определенной температуре и относительной влажности.

Формула имеет вид:
\[m = V \times \frac{{e_s}}{{R \cdot (T + 273)}}\],
где:
- \(m\) - масса водяного пара
- \(V\) - объем воздуха в литрах
- \(e_s\) - насыщенное давление водяного пара при данной температуре
- \(R\) - универсальная газовая постоянная (\(0,0821 \, \frac{{атм \cdot л}}{{моль \cdot К}}\))
- \(T\) - температура в градусах Цельсия

Сначала вычислим насыщенное давление водяного пара при температуре 17°C. Для этого воспользуемся формулой Клапейрона-Клаузиуса:
\[e_s = P \times \frac{{m_w}}{{М \cdot V}}\],
где:
- \(P\) - атмосферное давление (\(1 \, атм\))
- \(m_w\) - молярная масса воды (\(18 \, г/моль\))
- \(М\) - молярная масса воды (\(м/моль\))

Подставим значения и рассчитаем:
\[e_s = 1 \times \frac{{18}}{{18 \, м{/}моль \cdot 20 \, л}} = \frac{{1}}{{20}} \, атм\]

Теперь мы можем рассчитать количество водяного пара в воздухе при заданных условиях. Подставим значения в формулу:
\[m = 20 \times \frac{{\frac{{1}}{{20}}}}{{0,0821 \cdot (17 + 273)}} = \frac{{1}}{{146,65}} \, моль\]

Теперь переведем полученное количество водяного пара в граммы, умножив его на молярную массу воды:
\[m_{г} = \frac{{1}}{{146,65}} \cdot 18 = \frac{{18}}{{146,65}} \approx 0,123 \, г\]

Таким образом, количество водяного пара в 20 литрах воздуха при температуре 17°C и относительной влажности 60% составляет около 0,123 грамма.

Также, чтобы определить максимальное количество водяного пара, которое может находиться в данном объеме воздуха при данной температуре, нужно определить насыщенное содержание водяного пара при 17°C. Для этого можно использовать ту же формулу для расчета насыщенного давления водяного пара, а затем использовать полученное значение для расчета массы водяного пара.

Таким образом, мы можем использовать формулу:
\[m = V \times \frac{{e_s}}{{R \cdot (T + 273)}}\]

Подставим значения для этой формулы:
\[e_s = 1 \times \frac{{18}}{{18 \, м{/}моль \cdot 20 \, л}} = \frac{{1}}{{20}} \, атм\]

Рассчитаем количество водяного пара в воздухе, используя формулу:
\[m = 20 \times \frac{{\frac{{1}}{{20}}}}{{0,0821 \cdot (17 + 273)}} = \frac{{1}}{{146,65}} \, моль\]

Затем переведем это количество водяного пара в граммы, умножив на молярную массу воды:
\[m_{г} = \frac{{1}}{{146,65}} \cdot 18 = \frac{{18}}{{146,65}} \approx 0,123 \, г\]

Таким образом, максимальное количество водяного пара, которое может содержаться в 20 литрах воздуха при температуре 17°C, составляет примерно 0,123 грамма.