ID: 00017041
Стеклянный сосуд, содержащий влажный воздух при t_1 = 30\ ^\circ\!C, плотно закрыли крышкой и нагрели до t_2 = 50\ ^\circ\!C. Опираясь на законы молекулярной физики, объясните, как изменятся при этом парциальное давление водяного пара и относительная влажность воздуха в сосуде.
Источник: Сборник Гиголо
Сосуд плотно закрыт и жёсткий, поэтому объём не меняется, а масса (а значит и количество) водяного пара остаётся прежней. Для пара, который не достиг насыщения, работает обычное уравнение состояния, и при V=\text{const} удобно смотреть на закон Шарля p/T=\text{const}. А относительную влажность считаем как отношение того, сколько пара есть, к тому, сколько его помещается до насыщения.
Объём постоянен, количество пара постоянно — значит для пара это изохорный процесс, и \dfrac{p_1}{T_1}=\dfrac{p_2}{T_2}. Так как T_2\gt T_1 (нагрели), то и p_2\gt p_1: парциальное давление водяного пара увеличивается.
Относительная влажность \varphi=\dfrac{\rho_{\text{пара}}}{\rho_{\text{нп}}}\cdot 100\% (можно через плотности или через давления). Плотность (и давление) насыщенного пара \rho_{\text{нп}} очень быстро растёт с температурой — при нагреве с 30 до 50 ^\circ\!C она увеличивается в разы. А плотность пара в сосуде \rho_{\text{пара}} почти не меняется: масса пара та же, объём тот же. Значит знаменатель растёт сильнее числителя, и дробь уменьшается.
Ответ: парциальное давление водяного пара увеличится, а относительная влажность воздуха уменьшится.
Парциальное давление водяного пара увеличится, а относительная влажность воздуха в сосуде уменьшится.