Задачи:

1. Относительная влажность воздуха в комнате 63%, а температура 18⁰С. На сколько градусов должна понизиться температура воздуха на улице, чтобы оконные стекла в комнате запотели.

Ответы:1) 10 К; 2) 5,7 К; 3) 15 К; 4) 8,7 К; 5) 7,5 К.

2. Какова масса водяных паров в 1 м³ воздуха в летний день при температуре 30⁰ С и относительной влажности 75%?

Ответы:1) 33,7^.10^–2 кг; 2) 22,5^.10^–3 кг; 3) 15,6^.10^–3 кг; 4) 11,2^.10^–2 кг; 5) 5,85^.10^–3 кг.

3. В комнате объемом 40 м³ при температуре 20⁰С относительная влажность воздуха 20%. Какую массу воды нужно испарить для увеличения относительной влажности воздуха до 50%. Плотность насыщенного водяного пара при 20⁰С равна 17,3^.10^–3 кг/м³.

Ответы:1) 0,35 кг; 2) 0,21 кг; 3) 0,75 кг; 4) 1,25 кг; 5) 0,11кг.

4. Температура комнаты 18⁰С относительная влажность 50%. В металлический чайник налили холодную воду. Какова температура воды, при которой чайник перестает запотевать?

Ответы:1) 22⁰С; 2) 9,7 ⁰С; 3) 55 ⁰С; 4) 7⁰С; 5) 11,3⁰С.

5. Чему равна относительная влажность воздуха при 18⁰С, если абсолютная влажность его равна 8,3 10^–3 кг/м³.

Ответы:1) 80%; 2) 53,9%; 3) 65%; 4) 48%; 5) 63%.

6. Определить абсолютную влажность воздуха, если его температура 15⁰С, а относительная влажность 80%.

Ответы:1) 1,02^.10^–2кг/м³; 2) 2,31^.10^–2кг/м³; 3) 7,8^.10^–3кг/м³; 4) 12,8^.10^–3кг/м³.

Контрольные вопросы

1. Что изучает метеорология ?

2. Методика измерения температуры в данной работе.

3. Методы измерения влажности, психрометр Асмана, психрометр

Августа.

4. Измерение атмосферного давления.

Лабораторная работа 1.20

Определение удельной теплоты парообразования воды

Цель работы: определить удельную теплоту парообразования.

Приборы и материалы: 1) калориметр, 2) сухопарник, 3) кипятильник,

4) электроплитка, 5) разновесы, 6) термометр,

7) весы.

Основные теоретические положения

Удельной теплотой парообразования называется количество теплоты, необходимое для обращения единицы массы жидкости, взятой при температуре кипения, в пар при той же температуре. Эта теплота не увеличивает температуры вещества, а идет на преодоление внутренних сил сцепления между молекулами жидкости и на совершение работы расширения (против внешних сил).

О пределение удельной теплоты парообразования калориметрическим путем основано на том факте, что при конденсации паров выделяется такое же количество тепла, которое было затрачено на образование этой же массы пара. В калориметр С (см. рисунок) массой m₁ вливается m₂ воды и погружается змеевик D с массой m_З. Начальная температура воды, калориметра и змеевика t₁. Из кипятильника А через сухопарник В в змеевик пропускается пар, где он конденсируется, выделяя теплоту конденсации, численно равную теплоте парообразования; жидкость, образовавшаяся при этом, остывает.

Выделяющаяся теплота расходуется на нагревание змеевика, калориметра и воды от t₁ до некоторой окончательной температуры θ.

Пусть масса сконденсированного в змеевике пара М, удельная теплота парообразования λ. Количество теплоты, выделившееся при конденсации пара, равно Q₁ = М λ.

При остывании М граммов воды от температуры кипения t₂ до θ выделяется теплота

Q₂=сM (t₂–θ),

где с – удельная теплоемкость воды.

На нагревание калориметра от t₂ до θ в расходуется теплота

Q_з=m₁c₁ (θ–t₁),

где с₁ — удельная теплоемкость вещества калориметра.

На нагревание в калориметре воды от t₁ до θ необходима теплота

Q₄=m₂с (θ–t₁).

Для нагревания змеевика от t₁ до θ необходимо

Q₅=m_зc₂ (θ–t₁),

где с₂ — удельная теплоемкость вещества змеевика.

Пренебрегая потерями тепла в окружающее пространство, можно считать

Q₁+Q₂=Q_З+Q₄+Q₅,

или M λ + M с(t₁–θ) = (m₁c₁ + m₂с + m_Зc₂) (θ – t₁),

откуда

λ = (m₁c₁ + m₂ + m_Зc₂) (θ– t₁) _ с (t₂ – θ)

M