Формулы по физике 10 класс: насыщенный пар и влажность воздуха

Насыщенный пар и влажность воздуха характеризуют содержание водяного пара в воздухе и степень его близости к насыщению. Основные формулы позволяют рассчитывать относительную влажность, абсолютную влажность и определять массу водяного пара в воздухе.

Формулы: насыщенный пар и влажность воздуха

Что находим	Формула	Обозначения и единицы СИ
Относительная влажность воздуха	φ = ρ/ρ_н·100% φ = p/p_н·100%	φ — относительная влажность воздуха, % ρ — плотность водяного пара, фактически содержащегося в воздухе, кг/м³ ρ_н — плотность насыщенного водяного пара при данной температуре, кг/м³ p — парциальное давление водяного пара, Па p_н — давление насыщенного водяного пара при данной температуре, Па
Абсолютная влажность воздуха	ρ = m/V	ρ — абсолютная влажность воздуха — плотность водяного пара, кг/м³ m — масса водяного пара, содержащегося в воздухе, кг V — объём воздуха, м³
Масса водяного пара через относительную влажность	m = φ·ρ_н·V/100%	m — масса водяного пара в воздухе, кг φ — относительная влажность воздуха, % ρ_н — плотность насыщенного водяного пара при данной температуре, кг/м³ V — объём воздуха, м³
Масса насыщенного водяного пара	m_н = ρ_н·V	m_н — масса насыщенного водяного пара в данном объёме, кг ρ_н — плотность насыщенного водяного пара при данной температуре, кг/м³ V — объём воздуха, м³

Когда какую формулу применять

Для определения относительной влажности используйте φ = ρ/ρ_н·100%. Значение ρ_н находят по таблице плотности насыщенного пара при заданной температуре.
Если в задаче известны парциальное давление пара и давление насыщенного пара, применяйте φ = p/p_н·100%.
Для расчёта массы водяного пара в помещении используйте m = ρ·V или формулу через относительную влажность.
Не путайте абсолютную влажность (кг/м³) и относительную влажность (%). Относительная влажность показывает отношение фактической плотности пара к плотности насыщенного пара.
Перед вычислениями переводите объём в м³, массу в кг, а давление в Па. Если относительная влажность задана в процентах, не забывайте делить её числовое значение на 100.

Пример решения задачи

В комнате объёмом 60 м³ температура воздуха составляет 20 °C. Плотность насыщенного водяного пара при этой температуре равна 17,3 г/м³. Относительная влажность воздуха составляет 50%. Определите массу водяного пара в комнате.

Дано:

V = 60 м³

φ = 50% = 0,5

ρ_н = 17,3 г/м³ = 0,0173 кг/м³

Найти: m

Решение:

Используем формулу относительной влажности:

φ = ρ/ρ_н.

Отсюда фактическая плотность водяного пара:

ρ = φ·ρ_н.

Масса водяного пара определяется по формуле:

m = ρ·V = φ·ρ_н·V.

Подставим значения:

m = 0,5·0,0173·60 = 0,519 кг.

Ответ: 0,519 кг.