Св комнате объемом 50 м3 при температуре 20 °c относительная влажность воздуха равна 40%. а) определите давление водяного пара, содержащегося в воздухе. б) чему равна масса водяного пара в комнате? в) сколько воды должно еще испариться, чтобы относительная влажность увеличилась в 1,5 раза?

Для решения данной задачи используем формулу Кламера-Койпена, которая описывает зависимость между относительной влажностью воздуха и давлением водяного пара:

P = (e * P₀) / 100

где P - давление водяного пара,
e - относительная влажность воздуха (в процентах),
P₀ - насыщенное парциальное давление водяного пара при данной температуре (в Па).

Теперь приступим к решению каждого пункта задачи.

а) Определим давление водяного пара, содержащегося в воздухе.
Для этого подставим известные значения в формулу:
e = 40% = 40 / 100 = 0.4 (относительная влажность воздуха)
P₀ - насыщенное парциальное давление водяного пара при температуре 20 °C можно найти из таблиц статических характеристик воздуха.
Для данной задачи предположим, что P₀ = 2.34 * 10^3 Па.
Теперь подставим значения в формулу:
P = (0.4 * 2.34 * 10^3 Па) / 100
P = 936 Па

Ответ: Давление водяного пара, содержащегося в воздухе, равно 936 Па.

б) Определим массу водяного пара в комнате.
Для этого используем уравнение состояния идеального газа:
P * V = m * R * T

где P - давление водяного пара (в Па),
V - объем комнаты (в м³),
m - масса водяного пара (в кг),
R - универсальная газовая постоянная (8.314 Дж / (моль * К)),
T - температура воздуха (в К).

Переведем температуру из °C в К:
T = 20 °C + 273 = 293 К

Подставим все известные значения в уравнение:
P * 50 м³ = m * 8.314 Дж / (моль * К) * 293 К

Так как нам нужно найти массу водяного пара, а не его количество в молях, воспользуемся молярной массой воды, которая равна примерно 18 г/моль. Разделим уравнение на молярную массу воды (18 г/моль):
(P * 50 м³) / (18 г/моль) = m * 8.314 Дж / (моль * К) * 293 К

Упростим выражение:
P * 50 м³ / (18 г/моль) = m * 8.314 Дж / (моль * К) * 293 К

Теперь решим уравнение относительно m:
m = (P * 50 м³ * 18 г/моль) / (8.314 Дж / (моль * К) * 293 К)

Подставим значение P, которое мы уже нашли:
m = (936 Па * 50 м³ * 18 г/моль) / (8.314 Дж / (моль * К) * 293 К)

Посчитаем по формуле, чтобы найти массу водяного пара:
m ≈ 50.92 г

Ответ: Масса водяного пара в комнате около 50.92 г.

в) Посчитаем, сколько воды должно еще испариться, чтобы относительная влажность увеличилась в 1,5 раза.
Для этого умножим текущую относительную влажность на 1,5:
40% * 1,5 = 60%
То есть, чтобы относительная влажность увеличилась в 1,5 раза, она должна быть равна 60%.

Поскольку относительная влажность связана с давлением водяного пара, воспользуемся формулой Кламера-Койпена:
P = (e * P₀) / 100

Подставим новую относительную влажность и найденное P₀:
(60% * 2.34 * 10^3 Па) / 100

Посчитаем значение:
P ≈ 1404 Па

Теперь воспользуемся уравнением состояния идеального газа, чтобы найти массу воды, которая должна испариться:
(P * 50 м³) / (18 г/моль) = m * 8.314 Дж / (моль * К) * 293 К

Mожно заметить, что объем, универсальная газовая постоянная и температура остаются неизменными. Поэтому новая масса воды будет прямо пропорциональна новому P:
m = (P * 50 м³ * 18 г/моль) / (8.314 Дж / (моль * К) * 293 К)

Подставим значение P:
m = (1404 Па * 50 м³ * 18 г/моль) / (8.314 Дж / (моль * К) * 293 К)

Посчитаем это значение:
m ≈ 93.10 г

Теперь найдем разницу между текущей массой воды (50.92 г) и новой массой воды (93.10 г):
93.10 г - 50.92 г ≈ 42.18 г

Ответ: Чтобы относительная влажность увеличилась в 1,5 раза, должно испариться примерно 42.18 г воды.