Одним из вариантов снабжения питьевой водой населения Крыма, пострадавшего от сильной засухи, может стать «получение воды из воздуха»! На самом деле, влага всегда содержится в воздухе, и при понижении его температуры ниже «точки росы» избыток воды конденсируется в виде капель на холодной поверхности, и стекающую с нее воду можно собирать. Предположим, что в Крыму относительная влажность воздуха при температуре t1 = 30 °С равна и мы его прокачиваем через теплообменник со сборником воды, охлажденный до температуры t2 = 3 °С. Какой объем такого воздуха надо прокачать через теплообменник, чтобы набрать бутылку воды объемом V = 1 литр? Давления насыщенных паров воды при этих температурах равны, соответственно, pн1 = 31,8 мм рт. ст. и pн2 = 5,7 мм рт. ст. (1 мм рт. ст. ≈ 133 Па).
1. Сначала переведем давления насыщенных паров воды при заданных температурах из миллиметров ртутного столба в Па: pн1 = 31,8 мм рт. ст. = 31,8 · 133 ≈ 4230 Па, pн2 = 5,7 мм рт. ст. = 5,7 · 133 = 758 Па.
2. При относительной влажности давление паров воды при температуре Т1 равно p1 ≈ 2115 Па.
3. Абсолютная влажность может быть определена при помощи уравнения Клапейрона−Менделеева: плотность пара где молярная масса воды M = 0,018 кг/моль. Отсюда
4. При температуре Т2 пары воды будут насыщенными, относительная влажность воздуха при этой температуре Т2 = 3 °С равна и абсолютная влажность:
5. Следовательно, при конденсации из каждого кубометра влажного воздуха выпадет воды.
6. Масса воды объемом V = 1 л равна 1 кг = 1000 г, так что для получения одной литровой бутылки воды в системе будет
охлажденного влажного воздуха.
7. Учтем, что теплый воздух при попадании в систему также изобарически сжимается. Найдем, сколько такого воздуха нужно вкачать в систему: из получаем
Ответ:

