На метеостанции был проведен расчет относительной влажности воздуха при температуре +10 градусов. При этой температуре воздух может содержать 9 грамм воды в кубометре, но на самом деле содержит только 4 грамма. Необходимо найти относительную влажность.
Морозный_Воин
Чтобы найти относительную влажность воздуха, мы должны сравнить фактическое количество водяного пара (4 грамма) с максимальным количеством водяного пара, которое можно содержать при данной температуре (+10 градусов).
Максимальное количество водяного пара в воздухе при данной температуре называется предельной влажностью. Для нахождения предельной влажности нам необходимо воспользоваться формулой Клаузиуса-Клапейрона.
Формула Клаузиуса-Клапейрона:
\[e = e_0 \cdot exp\left(\frac{{L \cdot (T-T_0)}}{{R \cdot T \cdot T_0}}\right)\]
где:
e - предельная влажность (в граммах),
e0 - предельная влажность при некоторой базовой температуре T0 (в граммах),
L - теплота парообразования воды (примерно 2,5 * 10^6 Дж/кг),
R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)),
T - текущая температура (в Кельвинах).
В нашем случае, базовая температура T0 составляет 0 градусов. Подставляя значения в формулу, получим:
\[e = 9 \cdot exp\left(\frac{{2,5 \cdot 10^6 \cdot (10-0)}}{{8,314 \cdot (10+273) \cdot 273}}\right)\]
Считаем значение выражения:
\[e = 9 \cdot exp\left(\frac{{2,5 \cdot 10^6 \cdot 10}}{{8,314 \cdot 283}}\right)\]
Получаем значение предельной влажности e, которое составляет примерно 11,9 грамма.
Теперь, чтобы найти относительную влажность (в процентах), нам нужно разделить фактическое количество водяного пара (4 грамма) на предельную влажность (11,9 грамма) и умножить на 100:
\[Относительная влажность = \frac{{4}}{{11,9}} \cdot 100\]
\[Относительная влажность \approx 33,6\%\]
Таким образом, относительная влажность воздуха при температуре +10 градусов составляет примерно 33,6%.
Максимальное количество водяного пара в воздухе при данной температуре называется предельной влажностью. Для нахождения предельной влажности нам необходимо воспользоваться формулой Клаузиуса-Клапейрона.
Формула Клаузиуса-Клапейрона:
\[e = e_0 \cdot exp\left(\frac{{L \cdot (T-T_0)}}{{R \cdot T \cdot T_0}}\right)\]
где:
e - предельная влажность (в граммах),
e0 - предельная влажность при некоторой базовой температуре T0 (в граммах),
L - теплота парообразования воды (примерно 2,5 * 10^6 Дж/кг),
R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)),
T - текущая температура (в Кельвинах).
В нашем случае, базовая температура T0 составляет 0 градусов. Подставляя значения в формулу, получим:
\[e = 9 \cdot exp\left(\frac{{2,5 \cdot 10^6 \cdot (10-0)}}{{8,314 \cdot (10+273) \cdot 273}}\right)\]
Считаем значение выражения:
\[e = 9 \cdot exp\left(\frac{{2,5 \cdot 10^6 \cdot 10}}{{8,314 \cdot 283}}\right)\]
Получаем значение предельной влажности e, которое составляет примерно 11,9 грамма.
Теперь, чтобы найти относительную влажность (в процентах), нам нужно разделить фактическое количество водяного пара (4 грамма) на предельную влажность (11,9 грамма) и умножить на 100:
\[Относительная влажность = \frac{{4}}{{11,9}} \cdot 100\]
\[Относительная влажность \approx 33,6\%\]
Таким образом, относительная влажность воздуха при температуре +10 градусов составляет примерно 33,6%.
Знаешь ответ?