ID: 00017042
Стеклянный сосуд, содержащий влажный воздух при 50\ ^\circ\!C, плотно закрыли крышкой и охладили до 20\ ^\circ\!C. При этом стенки сосуда остались сухими. Опираясь на законы молекулярной физики, объясните, как изменятся при этом парциальное давление водяного пара и относительная влажность воздуха в сосуде.
Источник: Сборник Гиголо
Важная оговорка в условии: стенки остались сухими. Это значит, что конденсации (выпадения росы) не произошло, пар не достиг насыщения, и его масса осталась прежней. Сосуд жёсткий и закрытый — объём постоянен. Значит для пара это изохорный процесс, и можно пользоваться законом Шарля p/T=\text{const}, а влажность — это отношение пара, что есть, к насыщенному.
Объём и количество пара постоянны → \dfrac{p_1}{T_1}=\dfrac{p_2}{T_2}. Газ охлаждают, T_2\lt T_1, поэтому p_2\lt p_1: парциальное давление водяного пара уменьшается.
\varphi=\dfrac{\rho_{\text{пара}}}{\rho_{\text{нп}}}\cdot 100\%. При охлаждении плотность (давление) насыщенного пара \rho_{\text{нп}} резко падает — она очень чувствительна к температуре. А плотность пара в сосуде \rho_{\text{пара}} остаётся почти прежней (масса та же, объём тот же, росы нет). Знаменатель убывает быстрее числителя, поэтому дробь растёт.
Ответ: парциальное давление водяного пара уменьшится, а относительная влажность воздуха увеличится.
Парциальное давление водяного пара уменьшится, а относительная влажность воздуха в сосуде увеличится.