Как изменится разность показаний сухого и влажного термометров в психрометре при понижении температуры воздуха, если абсолютная влажность остаётся неизменной?

Для начала разберёмся с основными понятиями, которые помогут понять задачу.

1. Сухой и влажный термометры в психрометре
   Психрометр — это прибор, который используется для измерения влажности воздуха. В его состав входит два термометра: сухой и влажный. Сухой термометр измеряет обычную температуру воздуха. Влажный термометр, обернутый влажной тканью, показывает более низкую температуру из−за испарения воды с поверхности ткани. Испарение воды связано с поглощением тепла, что приводит к охлаждению влажного термометра. Величина этого охлаждения зависит от влажности воздуха.

2. Абсолютная и относительная влажность

3. Абсолютная влажность — это количество водяного пара, содержащегося в воздухе, выраженное в граммах на кубический метр (г/м³). В данной задаче сказано, что абсолютная влажность остаётся неизменной.

4. Относительная влажность — это отношение текущего давления водяного пара в воздухе к давлению насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах.

5. Давление насыщенного водяного пара
   Давление насыщенного водяного пара зависит только от температуры. С понижением температуры воздуха давление насыщенного пара уменьшается, так как вода менее активно испаряется при низких температурах.

6. Физические процессы испарения
   Когда вода испаряется с поверхности влажного термометра, она использует тепло из окружающего воздуха, охлаждая термометр. Интенсивность испарения зависит от разницы между текущим парциальным давлением водяного пара в воздухе и давлением насыщенного пара при температуре влажного термометра. Если влажность воздуха высокая, испарение становится менее интенсивным, и разница температур между сухим и влажным термометром уменьшается. Если влажность низкая, испарение усиливается, и разница температур увеличивается.

7. Влияние абсолютной влажности и температуры на показания психрометра
   При неизменной абсолютной влажности снижение температуры приводит к уменьшению давления насыщенного пара, так как способность воздуха удерживать водяной пар уменьшается. Это значит, что относительная влажность воздуха (насыщение водяным паром) увеличивается, так как при более низкой температуре воздух становится ближе к состоянию насыщения.

8. Разность показаний термометров
   Разность температур $ \Delta t $ между сухим и влажным термометрами пропорциональна разнице между текущим парциальным давлением водяного пара (зависящим от абсолютной влажности) и давлением насыщенного пара при температуре влажного термометра. При снижении температуры воздуха давление насыщенного пара уменьшается, и, если абсолютная влажность остаётся неизменной, разница между парциальным давлением водяного пара и давлением насыщенного пара уменьшается. Это приводит к снижению интенсивности испарения с влажного термометра, а значит, к уменьшению разницы температур между сухим и влажным термометрами.

Итак, при понижении температуры воздуха и постоянной абсолютной влажности разность показаний между сухим и влажным термометрами уменьшается.