6. Ответить на контрольные вопросы. 1. Почему показания влажного термометра психрометра меньше показаний сухого термометра? При каком условии разность показаний термометров наибольшая? 2. Температура в помещении понижается, а абсолютная влажность остается прежней. Как изменится разность показаний термометров психрометра? 3. Почему после жаркого дня роса бывает более обильна? 4. Относительная влажность воздуха при 20 °C равна 58%. При какой температуре выпадает роса? 5. Относительная влажность воздуха при температуре 293 K равна 44%. Что показывает увлажненный термометр психрометра? 6. В комнате объёмом 150 м³ при температуре 300 K содержится 2,07 кг водяных паров. Определить относительную и абсолютную влажность воздуха.

Вода с влажного термометра испаряется и охлаждает его, поэтому он показывает меньше сухого. Разность показаний наибольшая при низкой относительной влажности: в сухом воздухе испарение интенсивнее.

При неизменном содержании водяного пара понижение температуры увеличивает относительную влажность, так как холодный воздух насыщается меньшим количеством пара. Испарение с влажного термометра становится слабее, поэтому разность показаний уменьшается.

После жаркого дня воздух и поверхность земли могут содержать больше водяного пара. Ночью поверхность остывает; если её температура опускается до точки росы, пар конденсируется. При достаточном содержании пара образуется больше росы.

Точка росы — температура, при которой фактическое содержание водяного пара становится насыщенным. При 20 °C давление насыщенного пара составляет примерно 2,34 кПа, поэтому фактическое давление пара равно 0,58 · 2,34 ≈ 1,36 кПа. Такому давлению насыщенного пара соответствует температура примерно 11,5 °C.

Ответ: роса выпадет примерно при 11,5 °C.

293 K = 20 °C. При этой температуре и относительной влажности 44% фактическое давление пара составляет примерно 0,44 · 2,34 = 1,03 кПа. По психрометрическому соотношению при нормальном атмосферном давлении этому соответствует температура влажного термометра около 13 °C.

Ответ: увлажненный термометр покажет примерно 13 °C.

Масса водяного пара — 2,07 кг, объём комнаты — 150 м³, температура — 300 K.

Абсолютная влажность: ρ = m/V = 2,07/150 = 0,0138 кг/м³ = 13,8 г/м³.

При 300 K давление насыщенного водяного пара составляет примерно 3,54 кПа. Соответствующая насыщенная плотность пара: ρ_нас = pM/(RT) ≈ 25,6 г/м³. Тогда относительная влажность φ = ρ/ρ_нас · 100% = 13,8/25,6 · 100% ≈ 54%.

Ответ: абсолютная влажность — 13,8 г/м³; относительная влажность — примерно 54%.