Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде с поршнем равна 40℅.Какой станет относительная влажность , если объём сосуда за счет движения поршня при неизменной температуре уменьшить в 3 раза

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно рассмотреть физические процессы, происходящие с влажностью при изменении объема сосуда.

Дано:

• Начальная относительная влажность $\varphi_1 = 40\%$
• Объем сосуда уменьшился в 3 раза при постоянной температуре.

Рассмотрим основные моменты:

1. Относительная влажность — это отношение текущего парциального давления водяного пара к максимально возможному парциальному давлению водяного пара при данной температуре.

2. Молекулярная динамика: При уменьшении объема газа (в данном случае водяного пара), его давление увеличивается, но при постоянной температуре температура и, следовательно, максимальная концентрация пара в воздухе не изменяются.

3. Максимальная влажность: Максимальная влажность (насыщение) зависит от температуры, и она остается постоянной, поскольку температура не меняется.

4. Относительная влажность после изменения объема: Когда объем сосуда уменьшается, количество водяного пара остается прежним, но давление в сосуде увеличивается. Поскольку максимальная возможная концентрация водяного пара при данной температуре не изменилась, относительная влажность также изменяется.

Применим закон Бойля-Мариотта:

При постоянной температуре для идеального газа давление и объем обратно пропорциональны. То есть, если объем уменьшается в 3 раза, давление водяного пара в сосуде увеличится в 3 раза. При этом оставшееся количество водяного пара будет занимать меньший объем, но максимальная концентрация водяного пара не изменится, так как температура остается постоянной.

Влияние на относительную влажность:

Если исходно относительная влажность была 40%, то при увеличении давления в 3 раза объем водяного пара остаётся прежним, но его концентрация становится выше, в то время как максимально возможная концентрация пара остается той же. Это приведет к тому, что относительная влажность увеличится в 3 раза.

Расчёт:

• Исходная относительная влажность $\varphi_1 = 40\%$.
• После уменьшения объема в 3 раза относительная влажность станет $\varphi_2 = 3 \times 40\% = 120\%$.

Ответ:

После уменьшения объема сосуда в 3 раза относительная влажность в сосуде станет 120%. Это означает, что воздух в сосуде будет перенасыщен водяным паром, и при дальнейшем уменьшении объема или увеличении температуры, возможно, начнется конденсация водяного пара.