Определите абсолютную влажность воздуха, если при температуре +20 градусов его относительная влажность равна 50%.

Абсолютная влажность воздуха — это масса водяного пара, находящегося в единице объема воздуха. Чтобы рассчитать абсолютную влажность, нужно использовать данные о температуре и относительной влажности воздуха.

Для этого нужно знать максимальное количество водяного пара, которое может содержаться в воздухе при данной температуре. Эта величина называется насыщенной парциальной давлением водяного пара.

1. Максимальное количество водяного пара при температуре 20 градусов Цельсия можно найти с использованием стандартных таблиц, где насыщенная парциальная давление водяного пара при 20°C равна примерно 2,34 кПа (килопаскаля).

2. Относительная влажность — это отношение фактической парциальной давления водяного пара к насыщенному давлению водяного пара, выраженное в процентах. В данном случае, относительная влажность 50%, что означает, что фактическое давление водяного пара в воздухе составляет 50% от насыщенного значения при этой температуре.

Итак, фактическое давление водяного пара можно вычислить как:
$P_{влажности} = P_{насыщенный} \times \frac{RH}{100}$
где:

• $P_{насыщенный} = 2,34 \, \text{кПа}$ — насыщенное давление водяного пара,

• $RH = 50\%$ — относительная влажность.

3. Вычисляем фактическое давление водяного пара:

Теперь, чтобы найти абсолютную влажность, можно использовать формулу для расчета массы водяного пара в воздухе при данном давлении и температуре:

где:

• $P_{влажности} = 1,17 \, \text{кПа}$,

• $M_{H2O} \approx 18,015 \, \text{г/моль}$ — молекулярная масса воды,

• $R \approx 8,314 \, \text{Дж/(моль·К)}$ — универсальная газовая постоянная,

• $T = 20°C = 293 \, \text{К}$ — температура в Кельвинах.

Подставив данные, получим абсолютную влажность, выраженную в граммах на кубический метр (г/м³).