Задача #627 ← →
В закрытом сосуде постоянного объёма при комнатной температуре находится воздух, содержащий ненасыщенный водяной пар. Температуру воздуха увеличили на 20 К. Как изменились при этом концентрация молекул воды и относительная влажность воздуха в сосуде?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
- увеличивается
- уменьшается
- не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Концентрация молекул воды в сосуде | Относительная влажность воздуха в сосуде |
Решение
2) При повышении температуры плотность насыщенного пара растет, а плотность пара остается постоянной (при повышении температуры скорость испарения воды растет, но плотность не повышается, т.к. пар был ненасыщенным — нет воды, которая могла бы испаряться). Значит, относительная влажность уменьшится.
1) Раз пар не стал насыщенным, то конденсации не случилось, и концентрация молекул не изменилась.
Другое объяснение для пункта (2). Более сложное. Через давления, а не плотность.
2) Пар изначально был ненасыщенным. Относительная влажность равна При увеличении температуры увеличивается и парциальное давление пара и давление насыщенного пара
Парциальное давление пара растет с температурой линейно при фиксированном объеме, поскольку
Давление насыщенного пара растет быстрее, чем парциальное давление: где концентрация увеличивается с температурой. При более высокой температуре скорость испарения выше, поэтому динамическое равновесие (состояние насыщенного пара) достигается при большей концентрации.
Значит, относительная влажность уменьшится, поскольку знаменатель увеличился значительнее, чем числитель.
Ответ
32