Для решения задачи нам нужно использовать формулы, которые связывают температуру, влажность и содержание водяного пара в воздухе. Давайте разберем шаги по порядку.

Сначала мы найдем давление насыщенного водяного пара при температуре сухого термометра (21°С). Для этого можно использовать таблицы насыщенного пара или формулы. В данном случае давление насыщенного водяного пара (P_sat) при 21°С приблизительно равно 25,1 гПа.

Теперь найдем давление насыщенного водяного пара при температуре влажного термометра (16°С). Давление насыщенного водяного пара (P_sat) при 16°С приблизительно равно 18,6 гПа.

Относительная влажность (φ) определяется как отношение давления водяного пара в воздухе (P_v) к давлению насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженное в процентах. Давление водяного пара можно найти, используя температуру влажного термометра:

• P_v = P_sat(16°С) = 18,6 гПа

Теперь подставим значения в формулу для относительной влажности:

• φ = (P_v / P_sat(21°С)) * 100%
• φ = (18,6 / 25,1) * 100% ≈ 74,0%

Чтобы найти массу водяного пара в 1 м³ воздуха, нам нужно использовать формулу:

• m = (P_v * V) / (R * T)

где:

• m - масса водяного пара (кг)
• P_v - давление водяного пара (Па)
• V - объем (1 м³)
• R - универсальная газовая постоянная для водяного пара (≈ 461,5 Дж/(кг·К))
• T - температура в Кельвинах (T = 21 + 273,15 = 294,15 К)

Сначала переведем давление в Па:

• P_v = 18,6 гПа = 1860 Па

Теперь подставим все значения в формулу:

• m = (1860 * 1) / (461,5 * 294,15)
• m ≈ 0,0138 кг

Относительная влажность воздуха составляет примерно 74%, а масса водяного пара в 1 м³ воздуха составляет примерно 0,0138 кг.