Влажность

Рассмотрим первый сосуд. Так как температура пара остаётся постоянной, то давление пара будет постоянным и совсем не будет зависеть от объёма, и поскольку при медленном увеличении объема будет происходить испарение воды, находящейся в сосуде, так образом пар и вода будут оставаться в динамическом равновесии. Таким образом график данного процесс будет иметь вид:

Теперь рассмотрим второй сосуд. Так как воздух во втором сосуде сухой, то к нему применима модель идеального газа. Тогда этот газ будет изотермически расширяться, и следовательно справедливо соотношение $pV=const$. Таким образом график данного процесс будет иметь вид:

Относительная влажность определяется формулой: $$\varphi = \frac{p}{p_{\text{н}}},$$ где $p$ — парциальное давление водяного пара, а $p_{\text{н}}$ — парциальное давление насыщенных паров при данной температуре. Поскольку температура воздуха остаётся неизменной, давление насыщенных паров также остаётся прежним. Поэтому при увеличении парциального давления водяного пара относительная влажность увеличивается.

Из уравнения состояния идеального газа (уравнение Менделеева–Клапейрона) получаем: $$pV = \frac{m}{\mu}RT, \quad \Rightarrow \quad \rho = \frac{p\mu}{RT},$$ где $V$ — объём помещения, $m$ — масса пара, $\mu$ — молярная масса воды, $\rho$ — плотность водяного пара. Следовательно, при увеличении парциального давления пара, при постоянной температуре, плотность водяных паров в комнате также возрастает.

1.  Так как по трубам течет холодная вода, поверхность труб имеет температуру, близкую к 8–10° С. Температура воздуха в жилом доме превышает эту температуру.

2.  Абсолютная влажность воздуха в доме обычно довольно высокая. Если оказывается, что температура поверхности труб ниже точки росы, то водяной пар начинает конденсироваться на холодных трубах. При этом на трубах образуются водяные капли, которые затем падают на пол. Плохое проветривание замедляет испарение воды с пола и препятствует удалению водяных паров.

3.  Оборачивание труб слоем тепло и влагоизолирующего материала позволяет ликвидировать резкий перепад температур между поверхностью трубы и воздухом в доме. Наружная поверхность теплоизолятора имеет температуру, близкую к температуре воздуха, а внутренняя поверхность  — близкую к температуре воды в трубе. При этом образование конденсата на трубах становится невозможным, и сырость в доме уменьшается. Дополнительно она уменьшается за счет проветривания, при котором влажный воздух удаляется и заменяется более сухим наружным.

Относительная влажность вычисляется по формуле:

$$\varphi=\frac{p}{p_{\text{н.п.}}},$$ где $p$ — парциальное давление паров, $p_{\text{н.п.}}$ — парциальное давление насыщенных паров. При увеличении температуры парциальное давление насыщенных паров возрастает, следовательно, относительная влажность уменьшается.

Из уравнения Менделеева — Клапейрона получаем:

$$\rho=\frac{p\mu}{RT}.$$ При увеличении температуры плотность водяных паров в комнате уменьшается.

Ответ: относительная влажность и плотность водяных паров уменьшаются.

Сосуд является жёстким, поэтому происходит изохорное нагревание пара, при котором $$\frac{P}{T}=\mathrm{const},$$ следовательно, парциальное давление пара увеличится.

Плотность водяного пара при этом не изменится, поскольку масса газа не меняется, а сосуд герметичен. Плотность насыщенного водяного пара с ростом температуры увеличивается. Относительная влажность воздуха определяется по формуле $$\varphi=\frac{\rho}{\rho_{\text{н.п.}}},$$ поэтому она уменьшится.

Ответ: парциальное давление пара увеличится, относительная влажность воздуха уменьшится.