Для решения задачи о том, как изменится относительная влажность воздуха в цилиндре под поршнем при изотермическом сжатии, давайте рассмотрим несколько важных моментов.

Шаг 1: Понимание относительной влажности

• Относительная влажность воздуха (φ) - это отношение текущего парциального давления водяного пара к максимальному парциальному давлению водяного пара при данной температуре.
• При изотермическом процессе температура остается постоянной, поэтому максимальное парциальное давление водяного пара также остается неизменным.

Шаг 2: Изменение объема

• Когда мы сжимаем воздух в цилиндре, уменьшая его объем в 3 раза, это приводит к увеличению давления воздуха.
• Согласно уравнению состояния идеального газа (PV = nRT), при постоянной температуре (T) и количестве вещества (n) уменьшение объема (V) приводит к увеличению давления (P).

Шаг 3: Влияние на относительную влажность

• Сжатие воздуха не изменяет количество водяного пара в нем, но увеличивает его парциальное давление.
• Так как максимальное парциальное давление при данной температуре остается неизменным, относительная влажность будет увеличиваться.

Шаг 4: Расчет новой относительной влажности

• Изначально относительная влажность составляет 40%. При сжатии объема в 3 раза парциальное давление водяного пара увеличивается, что приведет к росту относительной влажности.
• При сжатии в 3 раза, если предположить, что новое парциальное давление водяного пара стало в 3 раза больше, то относительная влажность может достичь 120% (то есть 40% * 3).

Шаг 5: Заключение

Таким образом, после изотермического сжатия воздуха в цилиндре относительная влажность увеличится до 120%. Это значение превышает 100%, что говорит о том, что воздух станет насыщенным, и из него может начаться конденсация водяного пара.

Ответ: 120%