Giải bài tập SGK Vật lý 10 Bài 39 : Độ ẩm của không khí

Độ ẩm tuyệt đối là gì? Độ ẩm cực đại là gì? Nói rõ đơn vị đo của các đại lượng này.

Phương pháp giải

- Độ ẩm tuyệt đối của không khí là đại lượng đo bằng khối lượng m tính ra gam của hơi nước có trong 1 m³ không khí là độ ẩm tuyệt đối của không khí chứa hơi nước bão hòa

- Độ ẩm cực đại là 

Hướng dẫn giải

- Độ ẩm tuyệt đối a của không khí trong khí quyển là đại lượng đo bằng khối lượng m tính ra gam của hơi nước có trong 1 m³ không khí. Đơn vị của a là g/m³.

- Độ ẩm cực đại A là độ ẩm tuyệt đối của không khí chứa hơi nước bão hòa. Độ ẩm cực đại A có độ lớn bằng khối lượng riêng của hơi nước bão hòa ở một nhiệt độ xác định, có đơn vị là g/m³.

Độ ẩm tỉ đối là gì? Viết công thức và nêu ý nghĩa của đại lượng này.

Phương pháp giải

- Độ ẩm tỉ đối f là đại lượng đo bằng tỉ số phần trăm giữa độ ẩm tuyệt đối a và độ ẩm cực đại A

- Công thức: \(f = \frac{a}{A}.100{\rm{\% }}\)

Hướng dẫn giải

- Độ ẩm tỉ đối f là đại lượng đo bằng tỉ số phần trăm giữa độ ẩm tuyệt đối a và độ ẩm cực đại A của không khí ở cùng nhiệt độ cho trước:

\(f = \frac{a}{A}.100{\rm{\% }}\)

- Trong khí tượng học, độ ẩm tỉ đối f được tính gần đúng theo công thức:

\(f \approx \frac{p}{{{p_{bh}}}}.100{\rm{\% }}\)

- Ý nghĩa độ ẩm tỉ đối cho ta biết mức độ ẩm của không khí. Không khí càng ẩm thì độ ẩm tỉ đối của nó càng cao.

Viết công thức tính gần đúng của độ ẩm tỉ đối dùng trong khí tượng học.

Phương pháp giải

Công thức: \(f \approx \frac{p}{{{p_{bh}}}}.100{\rm{\% }}\)

Hướng dẫn giải

- Trong khí tượng học, độ ẩm tỉ đối f được tính gần đúng theo công thức:

\(f \approx \frac{p}{{{p_{bh}}}}.100{\rm{\% }}\)

- Trong đó:

p: áp suất riêng phần của hơi nước

P_bh: áp suất hơi nước bão hòa trong không khí ở cùng một nhiệt độ

Khi nói về độ ẩm tuyệt đối, câu nào dưới đây là đúng?

A. Độ ẩm tuyệt đối của không khí có độ lớn bằng khối lượng (tính ra kilogam) của hơi nước có trong 1 m³ không khí.

B. Độ ẩm tuyệt đối của không khí có độ lớn bằng khối lượng (tính ra gam) của hơi nước có trong 1 cm³ không khí.

C. Độ ẩm tuyệt đối của không khí có độ lớn bằng khối lượng (tính ra gam) của hơi nước có trong 1 m³ không khí.

D. Độ ẩm tuyệt đối của không khí có độ lớn bằng khối lượng (tính ra kilogam) của hơi nước có trong 1 cm³ không khí.

Phương pháp giải

Độ ẩm tuyệt đối của không khí có độ lớn bằng khối lượng (tính ra gam) của hơi nước có trong 1 m³ không khí.

Hướng dẫn giải

- Độ ẩm tuyệt đối (a) của không khí là đại lượng có giá trị bằng khối lượng của hơi nước tính ra gam chứa trong 1m³ không khí.

- Đơn vị đo của a là g/m³.

- Chọn C

Khi nói về độ ẩm cực đại, câu nào dưới đây là không đúng?

A. Khi làm nóng không khí, lượng hơi nước trong không khí tăng và không khí có độ ẩm cực đại.

B. Khi làm lạnh không khí đến một nhiệt độ nào đó, hơi nước trong không khí trở nên bão hòa và không khí có độ ẩm cực đại.

C. Độ ẩm cực đại là độ ẩm của không khí bão hòa hơi nước.

D. Độ ẩm cực đại có độ lớn bằng khối lượng riêng của hơi nước bão hòa trong không khí tính theo đơn vị g/m³.

Phương pháp giải

Khi làm nóng không khí, không khí khó bão hòa được nên độ ẩm chưa đạt cực đại

Hướng dẫn giải

- Câu A: Khi làm nóng không khí, lượng hơi nước trong không khí tăng và không khí có độ ẩm cực đại. ⇒ sai

- Chọn A.

Ở cùng một nhiệt độ và áp suất, không khí khô nặng hơn hay không khí ẩm nặng hơn?

Tại sao? Cho biết khối lượng mol của không khí là μ = 29 g/mol

A. Không khí khô nặng hơn. Vì cùng nhiệt độ và áp suất thì không khí có khối lượng lớn hơn.

B. Không khí ẩm nặng hơn. Vì cùng nhiệt độ và áp suất thì nước có khối lượng lớn hơn.

C. Không khí khô nặng hơn. Vì ở cùng nhiệt độ và áp suất thì không khí khô có khối lượng riêng lớn hơn khối lượng riêng của không khí ẩm.

D. Không khí ẩm nặng hơn. Vì ở cùng nhiệt độ và áp suất thì không khí ẩm có khối lượng riêng lớn hơn khối lượng riêng của không khí khô.

Phương pháp giải

Ở cùng nhiệt độ và áp suất thì không khí khô có khối lượng riêng lớn hơn khối lượng riêng của không khí ẩm nên không khí khô nặng hơn.

Hướng dẫn giải

- H₂O có khối lượng mol = 2+16 = 18 g/mol

- Không khí có khối lượng mol trung bình là 29 (chủ yếu là N₂ có khối lượng mol là 2*14 =28)

- Ở cùng điều kiện nhiệt độ áp suất thì: không khí ẩm có hàm lượng H₂O nhiều hơn, hay hàm lượng N₂ thấp hơn do đó có khối lượng riêng nhỏ hơn không khí khô (chủ yếu là N₂).

- Chọn C.

Mặt ngoài của một cốc thủy tinh đang đựng nước đá thường có nước đọng thành giọt và làm ướt mặt cốc. Giải thích tại sao?

Phương pháp giải

Để trả lời câu hỏi này cần nắm vững kiến thức về độ ẩm không khí

Hướng dẫn giải

Trong không khí luôn tồn tại hơi nước. Khi nhiệt độ giảm đến một giá trị nào đó thì hơi nước trong lớp không khí ở sát mặt ngoài cốc thủy tinh trở nên bão hòa và đọng lại thành sương, tạo thành giọt làm ướt mặt ngoài của thành cốc.

Không khí ở 30^oC có độ ẩm tuyệt đối là 21,53 g/m³. Hãy xác định độ ẩm cực đại và suy ra độ ẩm tỉ đối của không khí ở 30^oC.

Phương pháp giải

- Độ ẩm cực đại có độ lớn bằng khối lượng riêng của hơi nước bão hoà

- Độ ẩm tỉ đối tính bằng công thức: \(f = \frac{a}{A}.100{\rm{\% }}\)

Hướng dẫn giải

- Ở 30⁰C độ ẩm tuyệt đối của không khí là a = 21,53 g/m³.

- Độ ẩm cực đại A có độ lớn bằng khối lượng riêng của hơi nước bão hoà tính theo đơn vị g/m³. 

- ở 30⁰C không khí có độ ẩm cực đại là: A = 30,29 g/m³.

- Độ ẩm tỉ đối của không khí ở 30⁰C bằng:

\(f = \frac{a}{A}.100{\rm{\% }} = \frac{{21,53}}{{30,29}}.100{\rm{\% }} = 71{\rm{\% }}\)

Buổi sáng, nhiệt độ không khí là 23^oC và có độ ẩm tỉ đối là 80%. Buổi trưa, nhiệt độ không khí là 30^oC và độ ẩm tỉ đối là 60%. Hỏi vào buổi nào không khí chứa nhiều hơi nước hơn?

Phương pháp giải

Xác định độ ẩm không khí ở buổi sáng và buổi trưa về:

- Độ ẩm cực đại A có độ lớn bằng khối lượng riêng của hơi nước bão hoà tính theo đơn vị g/m³

- Độ ẩm tuyệt đối tính theo công thức: 

\(f = \frac{a}{A}.100{\rm{\% }}\)

⇒ \({a}\: = \frac{{{f}.{A}}}{{100}}\: \)

Hướng dẫn giải

- Buổi sáng

+ Nhiệt độ không khí là t₁ = 23⁰C, độ ẩm tỉ đối là f₁ = 80%.

+ Độ ẩm cực đại là: A₁= 20,60 g/m³.

 => Độ ẩm tuyệt đối của không khí ở 23⁰C là:

\({a_1}\: = \frac{{{f_1}.{A_1}}}{{100}}\: = \frac{{80.20,6}}{{100}} = 16,48\left( {g/{m^3}} \right)\)

 => Ở 23⁰C  1m³ không khí có chứa 16,48g hơi nước. (1)

- Buổi trưa

+ Nhiệt độ không khí là t₂ = 300C và độ ẩm tỉ đối f₂ = 60%.

+ Độ ẩm cực đại A là: A₂ = 30,29 g/m³.

=> Độ ẩm tuyệt đối của không khí ở 30⁰C là:

\({a_2}\: = \frac{{{f_2}.{A_2}}}{{100}}\: = \frac{{60.30,29}}{{100}} = 18,174\left( {g/{m^3}} \right)\)

 => Ở 30⁰C  1m³ không khí có chứa 18,174g hơi nước. (2)

Từ (1) và (2) ta thấy 1 m³ không khí buổi sáng chỉ chứa 16,48g hơi nước, còn buổi trưa chứa 18,174g hơi nước. Như vậy không khí buổi trưa chứa nhiều hơi nước hơn so với buổi sáng.