При относительной влажности воздуха 60% его температура равна 2 °С. Появится ли ночью иней, если температура понизится до − 3 °С?
Дано:
$φ_{1} = 60$ %;
$t _{1} = 2 $ °С;
$t _{2} = -3 $ °С.
Найти:
$ρ ⩾ ρ_{0t=-3}$ − ?
Решение:
Согласно табличным данным
при $t_{1} = 2$ °С $ρ_{0} = 5,6 г/м^{3}$.
Найдем абсолютную влажность:
$φ_{1} = \frac{ρ}{ρ_{0}} * 100$ %;
$ρ = \frac{φ * ρ_{0}}{100}$;
$ρ = \frac{60 * 5,6}{100} = 3,36 г/м^{3}$;
Иней появится, если $ρ ⩾ ρ_{0}$. При $t _{2} = -3 $°С $ρ_{0} = 3,81 г/м^{3}$, $ρ < ρ_{0}$, иней не появится.
Ответ: Если температура понизится до − 3 °С, иней не появится.
Для решения задачи необходимо рассмотреть несколько физических понятий и процессов, связанных с влажностью воздуха, температурой и точкой росы.
Влажность воздуха: Влажность воздуха − это содержание водяного пара в воздухе. Она может быть выражена в абсолютных и относительных величинах.
Температура и давление насыщенного водяного пара: При любой данной температуре существует максимальное количество водяного пара, которое воздух может удерживать. Это количество характеризуется давлением насыщенного водяного пара (E). Давление насыщенного водяного пара увеличивается с ростом температуры.
Точка росы: Это температура, при которой воздух, охлаждаясь, достигает насыщения водяным паром (100% относительная влажность) и начинает конденсировать жидкость. Формула для точки росы, учитывая относительную влажность, более сложна и требует использования табличных значений или эмпирических формул.
Появление инея: Иней образуется, когда температура поверхности опускается ниже нуля, и водяной пар в воздухе сразу переходит в твердое состояние, минуя жидкую фазу. Для этого температура воздуха должна понизиться до температуры точки росы или ниже этой точки, при условии, что точка росы также ниже 0 °C.
Для данной задачи необходимо:
− Определить точку росы для воздуха с температурой 2 °C и относительной влажностью 60%. Это можно сделать, используя таблицы зависимости давления насыщенного водяного пара от температуры.
− Сравнить полученную точку росы с температурой −3 °C и определить, при какой температуре конденсируется водяной пар.
Учитывая, что точка росы может быть найдена по таблице или при помощи формул, необходимо:
− Найти давление насыщенного водяного пара (E) при температуре 2 °C.
− Использовать формулу φ = (e / E) * 100%, чтобы найти парциальное давление водяного пара (e).
− Найти точку росы, при которой это парциальное давление соответствует 100% влажности при понижении температуры.
На основе этих данных можно сделать вывод о возможности появления инея при температуре −3 °C.
Пожауйста, оцените решение
