Чтобы найти относительную влажность воздуха, можно использовать следующую формулу:
\[ \phi = \frac{e}{e_s} \times 100\% \]
где:
- \( \phi \) — относительная влажность,
- \( e \) — парциальное давление водяного пара в воздухе,
- \( e_s \) — давление насыщенного водяного пара при данной температуре.
Первым шагом мы можем найти парциальное давление водяного пара \( e \). Зная, что в 1 м³ воздуха содержится 3,2 грамма воды, можно воспользоваться формулой:
\[ e = \frac{m \cdot R \cdot T}{V} \]
где:
- \( m \) — масса водяного пара (в граммах),
- \( R \) — универсальная газовая постоянная (для водяного пара примерно 461,5 Дж/(кг·К)),
- \( T \) — температура в Кельвинах (при \( t = 4^\circ C \), \( T = 4 + 273.15 = 277.15\) K),
- \( V \) — объем (1 м³).
Сначала преобразуем массу водяного пара из граммов в килограммы: \( m = 3,2\, \text{г} = 0,0032 \, \text{кг} \).
Теперь мы можем рассчитать \( e \):
\[ e = \frac{0,0032 \cdot 461,5 \cdot 277,15}{1} \approx 421.36 \, \text{Па} \]
Теперь необходимо найти давление насыщенного водяного пара \( e_s \) при температуре 4°C. При данной температуре можно использовать табличные значения, которые говорят, что при 4°C давление насыщенного водяного пара примерно равно 625 Па.
Теперь подставим известные значения в формулу для относительной влажности:
\[ \phi = \frac{421.36}{625} \times 100\% \]
\[ \phi \approx 67.38\% \]
Таким образом, относительная влажность воздуха при температуре 4°C и содержании 3,2 грамма воды в кубическом метре воздуха составляет примерно 67,38%.