Определение j с помощью психрометра.

Вопрос 4. Почему разность температур сухого и влажного термометров больше, при меньшей относительной влажности воздуха в комнате?

Задача 4 [ экспериментальная ]. Определите относительную влажность воздуха в лаборатории молекулярной физики.

Задача 5. Метод дефицита влажности состоит в следующем. Сухую колбу продувают исследуемым воздухом. Затем колбу затыкают пробкой с двумя выводами: в одном выводе пипетка с водой, другой соединен с водяным манометром. В колбу капают немного воды. Наблюдается повышение давления внутри колбы.
а) Объясните принцип определения абсолютной и относительной влажности данным методом.
б) Для чего следует предварительно продувать колбу?
в) Каково минимальное количество воды, вводимое в колбу, для определения влажности воздуха, если объем колбы V, температура воздуха в комнате T, давление насыщенных паров при этой температуре Pн?

Задача 6. На рисунке изображена изотерма влажного воздуха. Определите относительную влажность воздуха в точках 1, 2, 3, 4.

Задача 7 [ Кикоин А.К. и др., стр.44, N 1 ]. Сухой термометр психрометра показывает, что температура воздуха равна 25°С. По разности показаний термометра определено, что относительная влажность воздуха равна 60%. Найдите давление водяного пара в воздухе. Чему равна точка росы?

Задача 8 [ Кикоин А.К. и др., стр.44, N 2 ]. Вечером температура воздуха была равна 15°С, а относительная влажность – 60%. Ночью температура упала до 8°С. Выпала ли роса?

Задача 9 [ Дик Ю.И., Кабардин О.Ф. и др., стр.111, N 21 ]. В воздухе объемом 60 м3 при температуре 15°С относительная влажность составляла 80%. Определите массу воды, которая может испариться в комнате при повышении температуры до 25°С.

Задача 10 [ С5.10.28 ]. Влажный воздух, который переносится ветром с тихоокеанского побережья, поднимаясь по склонам Кордильер, расширяется и охлаждается. При этом содержащийся в воздухе водяной пар выпадает в виде осадков. Оцените, на сколько различаются значения температуры воздуха у подножия по обе стороны Кордильер, если его влажность у побережья 60%, температура t1=25°С. При такой температуре давление насыщенных паров воды Pн=3,4×104Па. Удельная теплота парообразования воды l=2,5×106Дж/кг. Атмосферное давление у подножия гор Р=105Па.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТЕ ПО ТЕМЕ “ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ”

ВАРИАНТ I.

Задача 1. В кастрюлю налили холодной воды (температура 10°С ) и поставили на плиту. Через 10 мин вода закипела. Через какое время вода полностью испарится? Удельные теплоемкость и теплота испарения равны соответственно C=4,2×103Дж/кг°К, l=2,5×106Дж/кг.

Задача 2. В 100 г воды при температуре 10°С опущено 40 г льда, имеющего температуру – 10°С. При каком соотношении воды и льда установится состояние теплового равновесия в этой системе, если она теплоизолирована. Удельная теплоемкость воды 4,2×103Дж/кг×К, удельная теплоемкость льда 2,5×103Дж/кг×К.

Задача 3. Кондиционер пропускает ежесекундно V=3 м3 воздуха. Воздух берется с улицы, где температура t1=40°С и относительная влажность j1=80%, затем охлаждается в кондиционере до температуры t2=5°С, а в комнате нагревается до t3=25°С. Какая масса воды ежесекундно конденсируется в кондиционере при таком режиме его работы? Какая влажность воздуха устанавливается в помещении? Давление насыщенных паров воды при перечисленных выше температурах равны соответственно Pн1=7,4×103Па, Pн2=8,66×102Па, Pн3=3,192×103Па.

Задача 4. Тяжелая кастрюля, перевернутая вверх дном, плавает в воде. При температуре воды T1=293°К воздух занимает всего 1/15 часть объема кастрюли, а при нагреве до T2=373°К – заполняет 2/3 ее объема. Определите массу кастрюли, считая ее тонкостенным цилиндром с площадью дна S=10-2м2. Атмосферное давление P0=105Па. Давлением насыщенных паров воды при начальной температуре пренебречь. Температуру воздуха считать равной температуре воды.

ВАРИАНТ II.

Задача 1. Смогли бы солнечные лучи на экваторе растопить за один солнечный день снежный покров толщиной 1 м? Максимальная плотность потока солнечной энергии близка к 103Вт/м2, коэффициент отражения 0.9, плотность снежного покрова 0,6×103кг/м3, удельная теплота плавления льда 3,3×105Дж/кг.

Задача 2. В колбе находилась вода при 0 С. Откачиванием пара всю воду в колбе заморозили. Какая часть воды испарилась?

Задача 3. В комнате объемом V=50 м3 влажность воздуха j=60% при температуре t=20°С и давлении Р=103Па. Чему равна масса влажного воздуха в комнате? Как изменится эта масса при увеличении влажности на Dj=10% при неизменных температуре и давлении? Изменится ли при этом общее число молекул в комнате? Давление насыщенного пара Pн=2,3×103Па.

Задача 4. В длинном цилиндрическом сосуде с невесомым поршнем площадью S=0,01 м2 находится mв=0,01 кг воды при температуре 273°К. Поршень ходит без трения и в начальный момент времени находится у поверхности воды. Воду нагревают, причем мощность подводимого к воде тепла постоянна и равна 103Вт. Сосуд теплоизолирован. Постройте график зависимости высоты поднятия поршня h от времени t. Атмосферное давление воздуха над поршнем P0=105Па, удельная теплота парообразования l=2,5×106Дж/кг.