Относительная влажность воздуха в комнате при температуре 22 °C равна 60%. Выпадет ли роса с понижением температуры до 16 °C? Сколько воды образуется с каждого кубометра воздуха при понижении температуры до 11 °C ?

Для ответа на этот вопрос, нам нужно рассчитать, при какой температуре воздух становится насыщенным водяным паром, а также определить, сколько воды выпадет из воздуха при изменении температуры.

Шаг 1: Определим точку росы при температуре 22°C и относительной влажности 60%

Чтобы понять, выпадет ли роса при понижении температуры, нужно найти точку росы — температуру, при которой водяной пар начнёт конденсироваться и превращаться в капли воды.

Для этого используем следующие данные:

• Температура воздуха $T = 22$ °C.
• Относительная влажность $RH = 60\%$.

Для нахождения точки росы, в качестве приближенного расчета, можно воспользоваться таблицами или специальными формулами для определения насыщения водяным паром. В идеале это вычисляется через давление насыщенного пара при данной температуре и определение реального парциального давления водяного пара в воздухе.

Для 22°C давление насыщенного пара $P_{\text{насыщ}}$ составляет примерно 2.64 кПа. Относительная влажность 60% означает, что реальное парциальное давление водяного пара $P_{\text{реальное}}$ будет равно $0.6 \times 2.64$ = 1.584 кПа.

Теперь, чтобы найти точку росы, нужно найти такую температуру, при которой давление насыщенного пара будет равно 1.584 кПа. Это примерно соответствует температуре 14.7°C.

Таким образом, точка росы для температуры 22°C и влажности 60% составляет около 14.7°C. То есть, если температура в комнате снизится до 16°C, воздух останется не насыщенным, и роса не выпадет. Однако, при дальнейшем понижении температуры до 14.7°C или ниже, начнется конденсация.

Шаг 2: Определим количество воды, которое образуется при понижении температуры до 11°C

Теперь нам нужно рассчитать, сколько воды выпадет при дальнейшем понижении температуры до 11°C, если влажность останется неизменной.

1. Давление насыщенного пара при 22°C: как уже упоминалось, при 22°C давление насыщенного пара составляет 2.64 кПа.

2. Давление насыщенного пара при 11°C: при этой температуре оно будет равно примерно 1.28 кПа.

3. Расчитаем массу водяного пара в воздухе:

   На 22°C и влажности 60% воздух содержит 1.584 кПа водяного пара (что мы вычислили ранее). После того как температура опустится до 11°C, насыщение будет только 1.28 кПа, и избыточный водяной пар (свыше 1.28 кПа) будет конденсироваться.

4. Объем конденсата:

   Разница в давлениях: 1.584 - 1.28 = 0.304 кПа. Это избыточный пар, который конденсируется при понижении температуры.

   Для упрощения расчета можно использовать так называемую плотность водяного пара, которая зависит от давления. При 1 кПа и 0°C плотность водяного пара примерно равна 0.804 г/м³. Можно использовать линейное приближение, и тогда для 0.304 кПа можно ожидать, что конденсируется примерно 0.804 * 0.304 = 0.244 г воды на каждый кубометр воздуха.

Ответ:

• При понижении температуры до 16°C роса не выпадет, так как температура точки росы составляет около 14.7°C, а температура в комнате останется выше этой точки.
• При понижении температуры до 11°C из каждого кубометра воздуха выпадет примерно 0.244 г воды.