Найти отношение массы 1 м
сухого воздуха к массе 1 м
воздуха, влажность которого равна 70 %. Температуры в обоих случаях одинаковы и равны 20 °С, давления газов также одинаковы и равны 10
Па. Давление насыщенного пара при этой температуре 2 330 Па.
Влажный воздух состоит из двух компонент – сухого воздуха и водяного пара. Поэтому отношение масс можно записать в виде:
.Для каждой из масс можно записать по уравнениям состояния идеального газа:


.Следует обратить особое внимание на последнее уравнение. Давление влажного воздуха обусловлено во втором случае суммарным давлением сухого воздуха и водяного пара и в сумме эти давления по прежнему должны быть равны атмосферному давлению
. Именно поэтому давление сухого воздуха во втором случае равно
.
После подстановки выражений для масс в отношение все множители
сокращаются. Остаётся:
.Раскрываем скобку в знаменателе, делим числитель и знаменатель дроби на
:
.Нормальное атмосферное давление
значительно превосходит парциальное давление водяного пара
, поэтому знаменатель полученной дроби будет меньше числителя и вся дробь будет больше единицы. Не подставляя числовые значения, можно сделать вывод о том, что сухой воздух оказывается тяжелее влажного при любых значениях температуры и давления.
Получим числовой ответ в данной задаче:
.