Смешение влажного воздуха из двух сосудов
3/10Два сосуда соединены короткой трубкой с закрытым краном. В одном сосуде объёмом \(V_1 = 3\) л находится влажный воздух с относительной влажностью \(\varphi_1 = 50\%\) при температуре \(T\). В другом сосуде объёмом \(V_2 = 2\) л находится влажный воздух с относительной влажностью \(\varphi_2 = 75\%\) при той же температуре. Кран открывают, и влажный воздух в сосудах перемешивается. В сосудах устанавливается та же температура \(T\). Найти относительную влажность \(\varphi\) воздуха в сосудах.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаОбщее количество водяного пара в сосудах равно сумме его количеств в каждом сосуде до открытия крана; давление насыщенного пара при температуре \(T\) одинаково для обоих.
Ответ\(\varphi = 60\%\).
РешениеПусть \(P_H\) — давление насыщенного пара при температуре \(T\). Массы пара до смешения: \[m_1 = \frac{\mu}{RT}\varphi_1 P_H V_1, \qquad m_2 = \frac{\mu}{RT}\varphi_2 P_H V_2.\] После смешения \[m_1 + m_2 = \frac{\mu}{RT}\,\varphi\, P_H (V_1+V_2),\] откуда \[\varphi = \frac{\varphi_1 V_1 + \varphi_2 V_2}{V_1 + V_2} = 0{,}6 = 60\%.\]
Похожие задачи
- Относительная влажность по точке росы СПбГУ 2014/15, 10 кл.
- Относительная влажность по точке росы СПбГУ 2014/15, 11 кл.
- Конденсация пара при изотермическом сжатии в 10 раз Физтех 2008/09, 11 кл.
- Испарение воды в комнате при влажности 70% Курчатов 2013/14, 10 кл.
- Два сосуда с влажным воздухом «Покори Воробьёвы горы!» 2016/17, 10–11 кл.
- Испарение воды в комнате Ведомственная 2016/17, 9 кл.