向装有一定温度一定湿度湿空气的容器中压入同温度的绝干空气,使总压升高。该混合空气容纳水分的最大能力即饱和湿

这是一道关于**湿空气性质**和**相平衡**的热力学/化工原理题目。以下是详细的解析： ### 核心概念解析 1. **饱和湿含量（最大容纳水分能力）的定义**： 湿空气容纳水分的最大能力，通常用**饱和湿度**（或饱和绝对湿度）$H_s$ 来表示。它是指在一定温度和总压下，空气中水蒸气分压达到该温度下的饱和蒸汽压 $p_s$ 时，单位质量绝干空气中所含水蒸气的质量。 2. **计算公式**： 根据道尔顿分压定律和理想气体状态方程，湿度 $H$ 的计算公式为： $$ H = 0.622 \frac{p_w}{P - p_w} $$ 其中： * $H$：湿度（kg水/kg绝干空气） * $p_w$：水蒸气分压 * $P$：湿空气的总压 * $0.622$：水分子量与空气分子量之比（$18/29$） 当空气达到饱和状态时，$p_w$ 等于该温度下的饱和蒸汽压 $p_s$。因此，**饱和湿度** $H_s$ 为： $$ H_s = 0.622 \frac{p_s}{P - p_s} $$ ### 逻辑推导过程 1. **分析变量变化**： * **温度 ($T$) 不变**：题目指出“同温度”，这意味着水的饱和蒸汽压 $p_s$ **保持不变**（因为 $p_s$ 仅是温度的函数）。 * **总压 ($P$) 升高**：题目指出“压入...绝干空气，使总压升高”，即 $P$ **增大**。 2. **数学分析**： 观察饱和湿度公式： $$ H_s = 0.622 \frac{p_s}{P - p_s} $$ * 分子 $0.622 \cdot p_s$ 是常数（因为 $T$ 不变，$p_s$ 不变）。 * 分母 $P - p_s$ 中，由于 $P$ 增大而 $p_s$ 不变，所以分母 **增大**。 * 当分子不变，分母增大时，分数值 $H_s$ **减小**。 3. **物理意义解释**： * 向容器中压入绝干空气，相当于增加了系统中“干空气”的分压。 * 在温度不变的情况下，水蒸气的饱和分压 $p_s$ 是固定的。 * 随着总压 $P$ 的增加，干空气的分压占比变大，挤压了水蒸气的相对空间。 * 从微观角度看，压力增大使得气体分子间距减小，但在恒定温度下，液-气平衡取决于化学势。更直观的理解是：在更高的总压下，为了维持相同的水蒸气分压（饱和状态），单位质量干空气所对应的水蒸气质量比例会下降。或者说，同样的体积内，干空气多了，能“携带”的水分相对于干空气的质量比就降低了。 ### 结论 随着总压 $P$ 的升高，饱和湿度 $H_s$ 减小。即混合空气容纳水分的最大能力**减小**。 因此，正确答案是 **B. 减小**。