Какой воздух кажется суше − с содержанием пара 5 $г/м^{3}$ при температуре 30 °С или с содержанием пара 1 $г/м^{3}$ при температуре 0 °С?

Для решения данной задачи необходимо разобраться с понятием влажности воздуха, абсолютной влажности, относительной влажности, а также влиянием температуры на способность воздуха удерживать водяной пар.

1. Абсолютная влажность – это физическая величина, которая показывает, какое количество водяного пара содержится в 1 кубическом метре воздуха. Она измеряется в граммах на кубический метр ($г/м^3$). Абсолютная влажность в задаче указана: это 5 $г/м^3$ для воздуха при температуре 30 °С и 1 $г/м^3$ для воздуха при температуре 0 °С. Однако для оценки "сухости" воздуха этого недостаточно.

2. Относительная влажность – это отношение фактического количества водяного пара (абсолютная влажность) к максимально возможному количеству водяного пара в воздухе при данной температуре, умноженное на 100%. Относительная влажность выражается в процентах и определяется по формуле:
   $$ \phi = \frac{\rho}{\rho_{\text{макс}}} \cdot 100\%, $$
   где:

   • $\phi$ – относительная влажность воздуха (%),
   • $\rho$ – фактическая абсолютная влажность воздуха ($г/м^3$),
   • $\rho_{\text{макс}}$ – максимальная абсолютная влажность воздуха при данной температуре ($г/м^3$). Максимальная влажность – это предельное количество водяного пара, которое воздух может удерживать при определенной температуре.

3. Зависимость максимальной влажности от температуры. Способность воздуха удерживать водяной пар резко возрастает с увеличением температуры. Например:

   • При температуре 0 °С $\rho_{\text{макс}} \approx 4.8 \, г/м^3$.
   • При температуре 30 °С $\rho_{\text{макс}} \approx 30.4 \, г/м^3$. Эти значения можно найти в таблице зависимости максимальной абсолютной влажности воздуха от температуры.

4. Субъективное восприятие "сухости" воздуха. Воздух кажется суше, если его относительная влажность ниже. Даже при одинаковой абсолютной влажности относительная влажность будет меньше при более высокой температуре, так как максимальная влажность увеличивается с температурой. Например, воздух с абсолютной влажностью 5 $г/м^3$ будет ощущаться более сухим при температуре 30 °С, чем при 0 °С, из−за резкого увеличения $\rho_{\text{макс}}$ при 30 °С.

5. Как определить, какой воздух кажется суше?

   • Рассчитайте относительную влажность воздуха ($\phi$) для каждого случая, используя формулу из пункта 2 и значения $\rho_{\text{макс}}$ из пункта 3.
   • Сравните относительную влажность в двух случаях. Воздух с меньшей относительной влажностью будет казаться суше.

Таким образом, для решения задачи нужно провести расчеты относительной влажности и сравнить результаты. Обратите внимание, что восприятие "сухости" связано именно с относительной, а не абсолютной влажностью воздуха.