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

A. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI SGK VẬT LÝ 10 TRANG 213, 214
1. Độ ẩm tuyệt đối là gì? Độ ẩm cực đại là gì? Nói rõ đơn vị đo của các đại lượng này.
Trả lời
• Độ ẩm tuyệt đối a của không khí là đại lượng đo bằng khối lượng hơi nước (tính ra gam) chứa trong 1m³ không khí ở nhiệt độ cho trước.
* Độ ẩm cực đại A là độ ẩm tuyệt đối của không khí chứa hơi nước bão hòa. Đơn vị đo của các đại lượng này đều là g/cm³.

2. Độ ẩm tỉ đối là gì? Viết biểu thức và nêu ý nghĩa của đại lượng này.
Độ ẩm tỉ đối f của không khí là đại lượng đo bằng tỉ số phần trăm giữa độ ẩm tuyệt đối a của không khí và độ ẩm cực đại A ở cùng nhiệt độ
Công thức: f = .100%
Ý nghĩa: Không khí có độ ẩm tỉ đối của nó càng cao thì càng ẩm.

3. Viết công thức tính gần đúng của độ ẩm tỉ đối dùng trong khí tượng học.
Trả lời
Trong khí tượng học, độ ẩm tỉ đối tính gần đúng bằng tỉ số phần trăm giữa áp suất riêng phần p của hơi nước và áp suất P_bh của hơi nước bảo hòa trong không khí ở cùng nhiệt độ:
f = .100%

4. Khi nói về độ ẩm tuyệt đối, câu nào sau đây là đúng?
A. Độ ẩm tuyệt đối của không khí có độ lớn bằng khối lượng (tính ra kilôgam) của hơi nước có trong 1m³ không khí.
B. Độ ẩm tuyệt đối của không khí có độ lớn bằng khối lượng (tính ra gam) của hơi nước có trong 1cm³ không khí.
C. Độ ẩm tuyệt đối của không khí có độ lớn bằng khối lượng (tính ra gam) của hơi nước có trong 1m³ không khí.
D. Độ ẩm tuyệt đối của không khí có độ lớn bằng khối lượng (tính ra kilôgam) của hơi nước có trong 1cm³ không khí.
Đáp án: C

5. 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.
Đáp án: A

6. Ở cùng một nhiệt độ và áp suất không khí khô nặng hơn hay không khí ẩm nặng hơn? Tại sao?
A. Không khí khô nặng hơn. Vì cùng nhiệt độ và áp suất thì nước cỏ khối lượng lớn hơn.
B. Không khí ấm 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 có khối lượng riêng lớn hơn.
D. Không khí ẩm nặng hơn. Vì ở cùng nhiệt độ và áp suất thì nước có khối lượng riêng lớn hơn.
Đáp án: C

7. 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?
Trả lời:
Không khí ẩm xung quanh cốc thủy tinh bị lạnh đi. Khi nhiệt độ tiếp tục hạ xuống thì hơi nước trong không khí sẽ ngưng tụ và đọng lại thành sương.

8. Không khí ở 30°C 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.
Giải
Ở 30°C áp suất hơi nước bão hòa là p₀ = 31,82 mmHg, khối lượng riêng của nó là D₀ = 30,29 g/m³.
Vậy ở 30°X, độ ẩm cực đại của không khí là A = 30,29 g/m³
Độ ẩm tuyệt đối của không khí: a = 21,53 g/m³
Độ ẩm tỉ đối của không khí là: f = = = 71%
Đáp số: f = 71%.

9. Buổi sáng, nhiệt độ không khí là 23°C và độ ẩm tỉ đối là 80%. Buổi trưa, nhiệt độ không khí là 30°C và độ ẩm tỉ đối là 60%. Hỏi vào buổi nào không khí chứa nhiều hơi nước hơn?
Giải
Ở 23°C độ ẩm cực đại của không khí là:
A = 20,60 g/m³
Vào buổi sáng, độ ẩm tỉ đối của không khí là:
f = 80%
Vậy độ ẩm tuyệt đối của không khí vào buổi sáng là:
A₁ = f.A = 16,48 g/m³
Ở 30°C, độ ẩm cực đại của không khí là:
A = 30,29 g/m³
Vào buổi trưa, độ ẩm tỉ đối cửa không khí là:
f = 60%
Vậy độ ẩm tuyệt đối của không khí vào buổi trưa là:
a₂ = f.A = 18,17 g/m³
Vì a₂ > a₁ nên vào buổi trưa không khí chứa nhiều hơi nước hơn.
Đáp án: buổi trưa

B/ BÀI TẬP LUYỆN TẬP
1. Với cùng độ ẩm tuyệt đối a, nếu nhiệt độ tăng thì độ ẩm tỉ đối f tăng hay giảm?
Trả lời:
Ta có: f =  
Khi nhiệt độ tăng thig độ ẩm cực đại A tăng, nếu a không đổi thì độ ẩm tỉ đối f sẽ giảm.

2. Vào một ngày mua hè ở nhiệt độ 28°C, người ta đo được trong 0,5 m³ không khí chứa 10,88 g hơi nước. Hãy cho biết độ ẩm cực đại, độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm tỉ đối của không khí trong ngày này?
Hướng dẫn giải
Độ ẩm tuyệt đối của không khí:
a = = = 21,76 g/m³
Độ ẩm cực đại của không khí ở 28°C là:
A = 27,2 g/m³
Độ ẩm tỉ đối của không khí trong ngày là:
f = = = 0,8 = 80%
Đáp số: f = 80%

3. Không khí trong phòng ở nhiệt độ 30°C có độ ẩm tỉ đối là 60%. Hãy tính độ ẩm tuyệt đối và khối lượng hơi nước chứa trong phòng. Biết khối lượng riêng hơi nước bão hòa ở nhiệt độ 30°C là 30,3 g/m³ và phòng có kích thước 4 m x 5 m x 3,5 m.
Hướng dẫn giải:
Thể tích của căn phòng đó;
V = 4 . 5 . 3,5 = 70 m³
Độ ẩm cực đại của không khí trong phòng ở nhiệt độ 30°C là:
A = D_bh = 30,3 g/m³
Độ ẩm tuyệt đối của không khí trong phòng là:
f = => a = f.A = 0,6.30,3 = 18,18g/m³
Khối lượng hơi nước trong phòng là:
m = a.V = 18,18 . 70 = 1265,6 g = 1,2656 kg
Đáp số: m = 1,2656 kg

4. Muốn tăng độ ẩm tỉ đối của không khí trong phòng có thể tích 80 m³ từ 60% lên đến 75% thì cần phải làm bay hơi một khối lượng nước là bao nhiêu? Biết rằng nhiệt độ phòng là 25°C và giữ nguyên không thay đổi.
Hướng dẫn giải:
Khi độ ẩm tỉ đối là 60% thì:
Độ ẩm cực đại của không khí trong phòng ở nhiệt độ 25^oC là:
A = D_bh = 23 g/m³
Độ ẩm tuyệt đối của không khí trong phòng là:
f₁ = => a₁ = f₁.A = 0,6.23 = 13,8g/m³
Khối lượng hơi nước trong phòng là: m₁ = a₁.v = 13,8 . 80 = 1104 g
Khi độ ẩm tỉ đối là 75%:
Độ ẩm cực đại của không khí trong phòng ở nhiệt độ 25°C là:
A = D_bh = 23 g/m³
Độ ẩm tuyệt đối của không khí trong phòng là:
F₂ = => a₂ = f₂.A= 0,75.23 = 17,25g/m³
Khối lượng hơi nước trong phòng là:
m₂ = a₂.V = 17,25 . 80 = 1380 g
Khối lượng nước cần thiết là:
m = m₂ – m₁ = 1380 - 1104 = 276 g
Đáp số: m = 276 g

5. Trong ngày thứ nhất, ở nhiệt độ 28^oC người ta đo được trong 1 m³ không khí chứa 17,68 g hơi nước. Ngày thứ hai, ở nhiệt độ 20°C, trong 1 m3 không khí chứa 12,975 g hơi nước. Hãy cho biết mức độ ẩm của không khí trong ngày nào cao hơn?
Hướng dẫn giải
* Ngày thứ nhất:
• Độ ẩm tuyệt đối của không khí: a = 15,48 g/m³
• Độ ẩm cực đại của không khí ở 28°C là: A = 27,2 g/m³
• Độ ẩm tỉ đối của không khí trong ngày là:
f = = ≈ 0,65 = 65%
* Ngày thứ hai:
• Độ ẩm tuyệt đối của không khí: a = 14,42 g/m³.
• Độ ẩm cực đại của khỏng khí ở 20°C là: A = 17,3 g/m³
• Độ ẩm tỉ đối của không khí trong ngày là:
f = = = 0,75 = 75%
Như vậy mức độ ẩm của không khí trong ngày thứ hai cao hơn.
Đáp án: ngày thứ hai