9. Молекулярная физика и термодинамика: анализ физических процессов: #215104

Обозначим через $T$ общую температуру воздуха в оба дня (она одинакова по условию) и через $p_{\text{ср}}$ и $p_{\text{четв}}$ парциальные давления водяного пара в среду и в четверг соответственно. По условию $p_{\text{ср}}>p_{\text{четв}} .$

$1)$ Концентрация молекул (число молекул на единицу объема) связана с давлением и температурой уравнением состояния идеального газа $p=\dfrac{N}{V}kT,$ где $N/V$ — концентрация молекул. При одинаковой температуре $T$ концентрация пропорциональна давлению, поэтому при $p_{\text{ср}}>p_{\text{четв}}$ концентрация в среду больше, а не меньше. Следовательно утверждение $1)$ неверно.

$2)$ Плотность насыщенного пара при данной температуре определяется функцией насыщения и зависит только от $T$ (или эквивалентно от давления насыщения $p_{\text{нас}}(T) ).$ Поскольку температуры в оба дня одинаковы, плотность насыщенного пара при этой температуре одинакова в среду и в четверг. Поэтому утверждение $2)$ верно.

$3)$ Масса водяного пара, содержащаяся в $1 \, \text{м}^3$ воздуха (массовая плотность пара), связана с парциальным давлением через уравнение Клапейрона — Менделеева: $\rho=\dfrac{pM}{RT},$ где $M$ — молярная масса воды. При одинаковой $T$ масса на единицу объема пропорциональна $p,$ значит при $p_{\text{ср}}>p_{\text{четв}}$ масса водяного пара в $1 \, \text{м}^3$ воздуха в среду больше, чем в четверг. Утверждение $3)$ верно.

$4)$ По условию парциальное давление водяного пара в среду было больше, чем в четверг, поэтому утверждение $4)$ верно.

$5)$ Относительная влажность определяется как отношение текущего парциального давления водяного пара к давлению насыщенного пара при данной температуре: $$\varphi=\dfrac{p}{p_{\text{нас}}(T)}\cdot 100\%$$ При равенстве температур $p_{\text{нас}}(T)$ одинаково в оба дня, а при $p_{\text{ср}}>p_{\text{четв}}$ значение $\varphi$ в среду больше, а не меньше. Поэтому утверждение $5)$ неверно.