В помещении,обьема которого 150 мвтретийстепени,поддерживается дневная температура 20С и относительная...

Тематика Физика
Уровень 5 - 9 классы
влажность температура запотевание давление пара объем помещения конденсация физика относительная влажность насыщенный пар окна изменение температуры
0

В помещении,обьема которого 150 мвтретийстепени,поддерживается дневная температура 20С и относительная влажность воздуха 60%.Сколько воды выделится на окнах при запотевании стекол,если ночью температура понизится до 8С?Давление насыщеногопара при температуре 20С равна 2,3 кПа,при 8С - 1,1 кПа.

avatar
задан 7 месяцев назад

3 Ответа

0

Для того чтобы определить, сколько воды выделится на окнах при запотевании стекол, необходимо рассчитать количество водяного пара, которое было в воздухе при дневной температуре, и сравнить его с количеством водяного пара, которое воздух может удерживать при ночной температуре. Разница между этими значениями даст нам количество воды, которое конденсируется.

  1. Определение количества водяного пара при дневной температуре:

    • Объем помещения: V=150м3
    • Дневная температура: T1=20C
    • Относительная влажность: ϕ1=60%=0.60
    • Давление насыщенного пара при 20C: p1=2.3кПа=2300Па

    Относительная влажность показывает, какая доля от максимального количества водяного пара содержится в воздухе. Поэтому парциальное давление водяного пара при 20C будет:

    pпар=ϕ1p1=0.602300Па=1380Па

    Используя уравнение состояния идеального газа для водяного пара приближенно:

    n=pпарVRT

    где R — универсальная газовая постоянная (R=8.314Дж/(моль·K)), а T — температура в кельвинах (T=20+273=293K):

    n1=1380Па150м38.314Дж/(моль·K)293K

    n1=207000Па·м32436.302Дж/K84.99моль

    Масса водяного пара при дневной температуре:

    [ m_1 = n1 \cdot M{\text{H}_2\text{O}} = 84.99 \, \text{моль} \cdot 18 \, \text{г/моль} = 1529.82 \, \text{г} \approx 1.53 \, \text{кг} ]

  2. Определение количества водяного пара при ночной температуре:

    • Ночная температура: T2=8C
    • Давление насыщенного пара при 8C: p2=1.1кПа=1100Па

    При ночной температуре воздух может содержать максимум:

    n2=p2VRT

    где T=8+273=281K:

    n2=1100Па150м38.314Дж/(моль·K)281K

    n2=165000Па·м32333.234Дж/K70.73моль

    Масса водяного пара при ночной температуре:

    [ m_2 = n2 \cdot M{\text{H}_2\text{O}} = 70.73 \, \text{моль} \cdot 18 \, \text{г/моль} = 1273.14 \, \text{г} \approx 1.27 \, \text{кг} ]

  3. Определение массы сконденсировавшейся воды:

    Разница в массе водяного пара при дневной и ночной температурах:

    Δm=m1m2=1.53кг1.27кг=0.26кг

    Таким образом, при понижении температуры до 8C на окнах выделится 0.26 кг воды.

avatar
ответил 7 месяцев назад
0

Для расчета количества выпавшей воды на стеклах необходимо найти разность парциального давления воды при 20°C и 8°C.

ΔP = P20°C - P8°C = 2,3 кПа - 1,1 кПа = 1,2 кПа

Далее, используя уравнение Клапейрона-Клаузиуса, можно найти количество выпавшей воды:

ΔP = ρ R ΔT

где ρ - плотность воды, R - универсальная газовая постоянная, ΔT - изменение температуры в Кельвинах.

Плотность воды при комнатной температуре примерно 1000 кг/м³, универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/моль·К, ΔT = 12°K 20°C8°C.

Таким образом, подставив все значения в уравнение, можно найти количество выделенной воды.

avatar
ответил 7 месяцев назад
0

Для того чтобы рассчитать количество выделившейся воды на окнах при запотевании стекол, необходимо рассмотреть процесс конденсации. При понижении температуры воздуха с 20°C до 8°C, относительная влажность воздуха увеличивается, и начинается конденсация водяного пара на холодных поверхностях, таких как стекла окон.

Давление насыщенного пара при 20°C равно 2,3 кПа, а при 8°C - 1,1 кПа. Разность между этими значениями дает нам давление водяного пара, которое конденсируется на стекле.

Для расчета количества конденсировавшейся воды можно использовать уравнение Клапейрона-Клаузиуса:

pv = RT

где p - давление водяного пара, v - объем водяного пара, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Из этого уравнения можно найти количество водяного пара, которое конденсируется на стекле окон при понижении температуры. После этого можно пересчитать его в массу воды, зная молярную массу воды.

Таким образом, для решения данной задачи необходимо провести подробные расчеты с учетом физических законов конденсации водяного пара при понижении температуры воздуха и давления насыщенного пара.

avatar
ответил 7 месяцев назад

Ваш ответ

Вопросы по теме