21. Молекулярная физика - электродинамика: качественная задача: #215601

$1)$ Характер процесса и закон для изохорного процесса.
Поскольку сосуд плотно закрыт, его объем остается постоянным, значит нагревание происходит при постоянном объеме (изохорно). По закону Шарля для изохорного процесса $$\dfrac{p}{T}=\mathrm{const}$$ следовательно при повышении абсолютной температуры $T$ давление газа увеличивается.

$2)$ Поведение парциального давления водяного пара.
Обозначим через $n_v$ число молей водяного пара в сосуде (оно остается постоянным, если не происходит фазового перехода между паром и жидкой водой). Из уравнения состояния идеального газа для парциального давления паров имеем $$p_vV=n_vRT$$ откуда
$p_v=\dfrac{n_vRT}{V}.$
Поскольку $n_v$ и $V$ постоянны, то $p_v$ растет пропорционально абсолютной температуре $T.$ Следовательно при нагреве от $t_1$ до $t_2$ парциальное давление водяного пара увеличится.

$3)$ Поведение давления насыщенных паров и относительной влажности.
Определение относительной влажности: $$\varphi=\dfrac{p_v}{p_{\text{нас}}(T)}$$ где $p_{\text{нас}}(T)$ — давление насыщенных паров воды при температуре $T.$ При повышении температуры $p_v$ увеличивается примерно пропорционально $T$ (см. пункт 2), тогда как давление насыщенных паров $p_{\text{нас}}(T)$ растет значительно быстрее с увеличением $T$ (это следует из уравнения Клаузиуса — Клапейрона: зависимость экспоненциальная). Поэтому отношение $$\dfrac{p_v}{p_{\text{нас}}(T)}$$ в общем случае будет уменьшаться при нагреве, то есть относительная влажность $\varphi$ уменьшится.

$4)$ Особые случаи (кратко).
Если в сосуде изначально в значительном количестве присутствовала свободная жидкая вода, то при нагревании часть воды может испариться и $n_v$ увеличится до тех пор, пока $p_v$ не достигнет $p_{\text{нас}}(T).$ В этом случае пар может стать насыщенным при новой температуре и $\varphi$ станет равна $1.$ Однако в общем (когда число молей пара фиксировано, либо если испарение не обеспечивает достижение нового давления насыщения) парциальное давление возрастает, а относительная влажность уменьшается.

Итог: парциальное давление водяного пара увеличивается, относительная влажность воздуха уменьшается.