Определи абсолютную влажность воздуха, если относительная влажность при температуре -20°С равна 50%.

Цель: понять и посчитать абсолютную влажность при заданной относительной влажности и температуре.

Шаг 1. Связь RH, эiese(SVP) и парциального давления влаги

• Относительная влажность RH = e / es(T), где:
  • e — парциальное давление водяного пара (Па),
  • es(T) — давление насыщения водяного пара при данной температуре,
  • T — температура по Кельвину или Цельсию.
• Значит e = RH × es(T).

Шаг 2. Значение es(-20°C)

• При температурах ниже 0°C нас интересует давление насыщения над льдом esice(T). Для -20°C esice примерно равно около 1.0 hPa = 100 Па (значение берётся из типовых таблиц по насыщению над льдом).
• Это условное значение — точное зависит от конкретной эмпирической формулы/таблицы; для примера можно взять esice(-20°C) ≈ 100 Па.

Шаг 3. Найдём парциальное давление водяного пара e

• дано RH = 50% = 0.5
• e = RH × esice(-20°C) ≈ 0.5 × 100 Па = 50 Па

Шаг 4. Абсолютная влажность — масса водяного пара в 1 м³ воздуха

• Формула: ρv = e / (Rv × T)
  • Rv — специфическая газовая постоянная водяного пара: примерно 461.5 Дж/(кг·K)
  • T — абсолютная температура в Кельвинах: T = -20°C = 253.15 K
• Подставим: ρv ≈ 50 / (461.5 × 253.15) ≈ 50 / 116,800 ≈ 0.000428 кг/м³

Шаг 5. Преобразование в более привычные единицы

• 0.000428 кг/м³ = 0.428 г/м³ ≈ 0.43 г/м³

Ответ

• При RH = 50% и температуре -20°C абсолютная влажность примерно равна 0.43 г водяного пара на 1 м³ воздуха (примерное значение, зависит от точного значения esice(-20°C); диапазон может быть примерно 0.3–0.5 г/м³).

Если хочешь, могу привести расчёт с другим конкретным значением esice(-20°C) из справочника и показать влияние на итог.