Образцы решения задач. 1. В комнате объемом поддерживается температура , а точка росы равна

1. В комнате объемом поддерживается температура , а точка росы равна . Определите относительную влажность воздуха и количество водяного пара, содержащегося в комнате.

Дано: Решение:

, Если воздух в комнате содержит некоторое количество

, водяного пара, то при понижении температуры до точки

, росы этот пар становится насыщенным.

По таблице зависимости давления насыщенного пара от

равно . Пусть пар при температуре создает в комнате давление , если при этой температуре давление насыщающих паров равно , то относительная влажность воздуха в комнате . В случае понижения температуры до пар в комнате стал бы насыщенным и его давление стало равным , тогда , масса пара в комнате остается неизменной. Решаем уравнения совместно, получаем

,

Вопросы и задачи для самостоятельной работы

Вопросы

1. Пользуясь фазовой диаграммой P-T для воды, поясните, что такое тройная точка? Что такое критическая точка? Поясните различие понятий «газ», «пар» (приложение, рис.1).

2. Какого цвета водяной пар? Из чего состоят туман, облака - кучевые, предгрозовые? Из чего состоит след реактивного самолета?

3. Что такое влажность воздуха? Абсолютная, относительная влажность, единицы измерения.

4. Громадная часть поверхности Земли покрыта водной оболочкой. Почему, несмотря на это, атмосфера не насыщена водяным паром?

5. Дайте ваше понимание: точка росы; точка инея.

6. В чем физическая причина того, что замерзание воды в стенах может приводить к их разрушению?

7. Во время сильных морозов деревянный дом трещит – почему? Сырые дрова, горящие в печи, стреляют. Почему?

8. Зимой греет, весной тлеет. Что это?

9. Относительная влажность воздуха зимой и летом одинакова и равна . Что можно сказать о величинах абсолютных влажностей летом и зимой? Для конкретности рассмотрите случай и . Давление насыщенного пара при температуре равно .

10. Почему количество влаги в воздухе имеет большое значение для нашего самочувствия и здоровья? Почему в теплый сухой день самочувствие лучше, чем в теплый, но сырой?

11. В помещениях для одинакового ощущения комфорта температура воздуха зимой должна быть выше, чем летом. Частично эффект объясняется различием в относительной влажности воздуха, частично за эффект ответственна температура стен. В чем здесь причина?

12. Почему у пришедших с холода в комнату запотевают очки?

13. В закрытом сосуде с водяным паром на дне находится водяная «лужа» и капли воды радиусом r. Капли испаряются, а на поверхности «лужи» происходит конденсация. Почему?

14. В помещении вследствие неправильной расстановки приборов отопления часто на наружных стенах выступает сырость. Это иногда неверно объясняют тем, что стены пропускают влагу. Причина сырости заключается в том, что температура у наружной стены значительно ниже температуры комнаты и может даже опуститься ниже точки росы. Предположим, что гигрометр показывает нормальную влажность . Температура воздуха в помещении 18 ⁰С. До какой величины должна опуститься температура у наружной стены, чтобы на ней выступила сырость?

15. На внутренних поверхностях стен (ограждающие конструкции) появились признаки сырости. Это чаще всего бывает весной после отключения центрального отопления или осенью до его включения. Поясните, откуда появляется эта влага?

Задачи

2.1. Относительная влажность воздуха днем при температуре 30 ⁰С равна 55 %. Ночью температура упала до 16 ⁰С. Выпадет ли роса? Если да, то сколько из каждого м³?

2.2. Каково давление водяного пара вблизи капельки воды, радиус которой , при температуре , поверхностное натяжение воды ; .

2.3. В 1 м³ охлаждающегося воздуха находится 8,3 г водяного пара.

а) При какой температуре начинается конденсация, если центром конденсации являются пылинки, которые можно принять за шарики с диаметром ? Поверхностное натяжение воды принять .

б) При какой температуре начнется конденсация водяного пара в пористом материале, смачиваемом водой, если диаметр каналов в нем ?

2.4. Относительная влажность воздуха при температуре равна . Какой будет относительная влажность, если воздух нагреть при постоянном объеме до ? Давление насыщенного пара воды при равно , при равно .

2.5. При открывании двери деревенской бани, где воздух насыщен водяным паром, наружу воздух выходит с клубами белого тумана (сконденсированного водяного пара). Какое количество воды оседает в виде тумана на 1 м³ выходящего воздуха, если температура в бане , а на улице , причем относительная влажность наружного воздуха . Давление насыщенного пара при этих температурах соответственно равно и .

2.6. Может ли в 1 м³ воздуха при температуре содержаться 12 г водяного пара? При какой температуре становится возможным такое содержание насыщенного водяного пара в 1 м³ воздуха? Давление насыщенного пара при этой температуре .

2.7. Стена дома из туфобетона имеет толщину и коэффициент теплопроводности . Температура наружного воздуха , внутреннего , коэффициенты теплоотдачи , . Определите предельно допустимую влажность воздуха внутри помещения, при которой начинается выделение влаги: а) на поверхности стены; б) в углу.

2.8. Весной по металлическим трубам холодного водоснабжения течет вода при температуре . Чему равна относительная влажность воздуха в помещении, если внутренняя температура , , а на трубе обнаружились признаки «запотевания»?

2.9. В замкнутом помещении относительная влажность воздуха при температуре равна . Какова будет относительная влажность , если этот воздух будет нагрет до температуры ? Давление насыщенного пара при этих температурах соответственно равно , .

2.10. Температура внутри помещения и относительная влажность (повышенная). Температура снаружи помещения . Общее термическое сопротивление стены , внутреннего пристеночного слоя . Выпадет ли роса на внутренней поверхности; в углу помещения? Точка росы в условиях задачи .