Влажность воздуха (решения)

Влажность воздуха (решения)
1.В вертикальный, закрытый легким поршнем теплоизолированный цилиндр, содержащий насыщенный пар массой т_п = 27г при температуре Т_п = 373К, впрыскивают такую же массу воды (т_в = т_п) при температуре Т_в = 273К. Определите, на сколько переместится поршень. Площадь поршня S = 200 см^2.

Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К), Удельная теплота парообразования L = 2,25-10⁶ Дж/кг, плотность воды = 1000 , ее молярная масса М = 18·10^-3 кг/моль. Атмосферное давление p₀ = 10⁵ Па. Теплоемкостью цилиндра и поршня пренебречь.



2.Трубку длиной = 90 см, запаянную с одного конца, погружают вертикально в ртуть открытым концом вниз. Относительная влажность воздуха в трубке ₁ = 60 %. При какой глубине погружения в трубке выпадет роса, если температура в процессе погружения остается неизменной? Атмосферное давление p₀ = 10⁵ Па.



3.Под колоколом насоса находится стакан, содержащий 20 г воды. Скорость откачки насоса 50 л/мин. Через сколько времени вся вода испарится, если установившаяся температура, воды 5°С? Давление насыщенных паров воды при 5° С равно 6,54 мм рт. ст.

Решение:




4.В вертикально расположенном, закрытом с обоих концов цилиндре объема V = 1 л свободно ходит невесомый тонкий поршень. В пространство под поршнем вводится m₁= 1г воды, а в пространство над поршнем т₂=2г азота. Какую часть объема цилиндра займет азот при 100°С?

Решение:

5.Температура воздуха в комнате t₁ = 14°C, а относительная влажность ₁ = 60%. В комнате затопили печь, и температура воздуха повысилась до t₂= 22° С. При этом некоторая часть воздуха вместе с содержащимся в нем водяным паром ушла наружу и давление в комнате, не изменилось. Определить относительную влажность воздуха при температуре t₂. Давления насыщенных паров при температурах t₁ = 14° С и t_{2 =} 22°C равны р_н1 = 12 мм. рт. ст. и р_н2 =20 мм. рт. ст.

Решение:


6.В помещение нужно подать V = 10000 м³ воздуха с температурой t₁ = 18°С и относительной влажностью ₁ = 50%. Воздух снаружи имеет температуру t₂ = 10°С и относительную влажность ₂ = 60%. Осушать или увлажнять придется наружный воздух. Сколько воды придется при этом сконденсировать или испарить?
Решение. Масса водяного пара в помещении m₁ = ₁V, в забираемом снаружи воздухе m₂ = ₂V₂ (здесь ₁ и ₂ — плотность соответствующего водяного пара, V₂ = - объем забираемого снаружи воздуха). Таким образом, массу пара в забираемом воздухе следует изменить на m = m₁ – m₂ = V(₁ - ₂· ). Если, m > 0, то воздух надо увлажнять; если m < 0 — осушать. Плотность водяного пара легко выразить через относительную влажность  и плотность _н насыщенного пара при той же температуре:  = _н· Отсюда m = V(_н1·₁ - _н2·₂·). Подставляя табличные значения _н1 и _н2, получаем m = 22 кг, т. е. воздух надо увлажнить, испарив в него дополнительно 22 кг воды.

Ответ: воздух надо увлажнить, испарив 22 кг воды.
7.При сжатии порции влажного воздуха объем уменьшился в 4 раза, а давление увеличилось в 3 раза. Затем объем уменьшили еще в 2 раза, давление стало в 5 раз больше первоначального. Какой была начальная влажность воздуха?
8.При температуре 20 °С и давлении 10^5 Па относительная влажность воздуха 100%. На сколько процентов он легче сухого воздуха, находящегося при той же температуре и под тем же давлением? Молярная масса сухого воздуха 0,029 кг/моль, при 20 °С давление насыщенного пара 2,33 кПа, молярная масса воды 0,018 кг/моль.