Сколько воды содержится в виде пара в воздухе при температуре 20 градусов по Цельсию и относительной влажности 60%? Срочно решить, пожалуйста, подробно, не брать из других ответов.

Для того чтобы рассчитать количество воды, содержащейся в воздухе в виде пара при температуре 20 градусов Цельсия и относительной влажности 60%, нужно использовать следующие шаги:

1. Определим насыщенную парциальную давление водяного пара:
   Сначала находим насыщенное парциальное давление водяного пара при температуре 20°C. Это давление, при котором воздух становится насыщенным, и дополнительная влага конденсируется. Для температуры 20°C оно равно примерно 2,34 кПа.

2. Рассчитаем фактическое парциальное давление водяного пара:
   Используя относительную влажность (60%), мы можем найти фактическое парциальное давление водяного пара в воздухе. Относительная влажность — это отношение фактического парциального давления водяного пара к насыщенному парциальному давлению. В данном случае:

   $$\text{Фактическое давление} = \text{Относительная влажность} \times \text{Насыщенное давление}$$ $$\text{Фактическое давление} = 0.60 \times 2.34 \, \text{кПа} = 1.404 \, \text{кПа}$$

3. Используем уравнение состояния для идеального газа:
   Для расчета массы водяного пара можно использовать уравнение состояния идеального газа в форме:

   $$pV = nRT$$

   где:

   • $p$ — парциальное давление водяного пара,

   • $V$ — объём воздуха,

   • $n$ — количество вещества водяного пара,

   • $R$ — универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)),

   • $T$ — температура в Кельвинах (для 20°C это 293.15 K).

   Молярная масса водяного пара — 18 г/моль. В этом уравнении мы можем выразить количество вещества $n$ через массу $m$ и молярную массу $M$:

   $$n = \frac{m}{M}$$

   Подставляем в уравнение состояния:

   $$pV = \frac{m}{M} \cdot RT$$

   Тогда масса водяного пара:

   $$m = \frac{pV M}{RT}$$

4. Расчитаем массу воды в воздухе:
   Для массы водяного пара при 1 кубическом метре воздуха (предположим, что объем воздуха 1 м³) у нас получится:

   $$m = \frac{(1.404 \, \text{кПа}) \times (1 \, \text{м}^3) \times (18 \, \text{г/моль})}{(8.314 \, \text{Дж/(моль·К)}) \times (293.15 \, \text{K})}$$

   Переведем давление в паскали: 1 кПа = 1000 Па.

   $$m = \frac{(1404 \, \text{Па}) \times (1 \, \text{м}^3) \times (18 \, \text{г/моль})}{(8.314 \, \text{Дж/(моль·К)}) \times (293.15 \, \text{K})}$$

5. Выполним расчет:
   Подставим все известные значения и получим:

   $$m \approx \frac{1404 \times 18}{8.314 \times 293.15} \approx 0.903 \, \text{г}$$

Таким образом, в 1 кубическом метре воздуха при температуре 20°C и относительной влажности 60% содержится примерно 0.903 г водяного пара.