気温36.0℃、水蒸気分圧p[kPa]の空気中の水滴温度(湿球温度)がTa=-29.0℃であった。水滴表面の水蒸気分圧paは水滴湿度の飽和蒸気圧であり、ps=3.95 kPaである。また36.0℃での飽和水蒸気圧はp*=5.92 kPaである。
空気から水滴表面への顕熱移動速度qs[W/m2]は次式で求められる。
q=h(T-Ts) (h=13.2 W/(m2K):伝熱係数)
一方、水蒸気分圧差を推進力とする水の蒸発速度N[mol/(m2s)]は次式である。
N=k(ps-p) (k=0.0056 mol/(m2 s kPa):物質移動係数)
これより水滴表面での潜熱移動速度q[W/m2]は次式である。
q=ΔνH×N (ΔνH=43720 J/mol:水の蒸発潜熱)
顕熱移動と潜熱移動が等しいこと(qs=ql)から空気中の水蒸気分圧pが求められる。以上よりこの空気の相対湿度(=100×(p/p*))として最も近い値はどれか。
- 30%
- 40%
- 50%
- 60%
- 70%
解答解説
正答は4番です。