Чтобы определить, при какой температуре относительная влажность будет наибольшей, когда в кубическом метре воздуха содержится 1 грамм водяного пара, нужно рассмотреть понятие относительной влажности и насыщенного водяного пара.
Относительная влажность ((RH)) определяется как отношение текущего парциального давления водяного пара в воздухе к давлению насыщенного пара при данной температуре, выраженное в процентах:
[ RH = \left( \frac{e}{e_s} \right) \times 100\% ]
где (e) — текущее парциальное давление водяного пара, а (e_s) — давление насыщенного пара при данной температуре.
При заданной массе водяного пара (1 грамм воды на кубический метр), относительная влажность будет наибольшей, когда давление насыщенного пара будет минимальным, что соответствует более низкой температуре. Это связано с тем, что с понижением температуры уменьшается способность воздуха удерживать водяной пар, и следовательно, давление насыщенного пара (e_s) уменьшается.
Теперь рассмотрим температурные варианты:
1) -12°C
2) -6°C
3) +6°C
4) +12°C
С понижением температуры давление насыщенного пара уменьшается. При -12°C давление насыщенного пара будет значительно ниже, чем при более высоких температурах. Это значит, что при -12°C текущий пар (1 грамм на кубический метр) будет составлять большую долю от давления насыщенного пара по сравнению с более высокими температурами.
Таким образом, при температуре -12°C относительная влажность будет наибольшей, поскольку вода в воздухе ближе к состоянию насыщения.