2017-10-15
Два баллона, содержащие влажный воздух при температуре $T_{н}$, соединены тонкой трубкой с закрытым краном. Объемы баллонов равны $V_{1}$ и $V_{2}$, а относительные влажности воздуха в них - $r_{1}$ и $r_{2}$, соответственно. Какая относительная влажность воздуха установится в баллонах после открытия крана и нагрева баллонов до температуры $T_{к}$, если давления насыщенных паров при температурах $T_{н}$ и $T_{к}$ равны $p_{нн}$ и $p_{нк}$?
Решение:
Поскольку находящиеся в баллонах пары не являются насыщенными, число молей паров, содержащихся в баллонах, найдем, воспользовавшись уравнением Клапейрона-Менделеева и определением относительной влажности, применяемым в метеорологии: $\nu = \nu_{1} + \nu_{2} = ( r_{}V_{1} + r_{2}V_{2}) p_{нн}/RT_{н}$, где $R$ - газовая постоянная. Считая, что после открытия крана объем, занятый влажным воздухом, не изменяется, и учитывая, что при нагревании давление насыщенных паров увеличивается, и, следовательно, пары не могут конденсироваться, получим, что искомая относительная влажность равна:
$r = \frac{p_{нн}T_{к} (r_{1}V_{1} + r_{2}V_{2})}{p_{нк}T_{н}(V_{1} + V_{2})}$.