生成在封闭情况下水滴蒸发过程中空气中湿度变化的Python代码

以下是一个简单的 Python 代码实现，模拟在封闭情况下水滴蒸发过程中空气中湿度变化的过程：

import matplotlib.pyplot as plt

# 初始化参数
V = 1.0  # 封闭容器体积
m = 10.0  # 水滴质量
T = 25.0  # 环境温度
P = 101325.0  # 环境压强
R = 8.314  # 气体常数
M = 18.01528 / 1000.0  # 水的摩尔质量
rho_air = P / (R * T)  # 空气密度
A = 0.1  # 容器表面积
k = 1.0  # 蒸发系数

# 初始化时间和湿度列表
time_list = [0]
humidity_list = [1.0]

# 定义计算函数
def calculate_humidity(t, h):
    delta_m = -k * A * (h / rho_air) * (P / (R * T)) * (t - time_list[-1])  # 计算水滴蒸发的质量变化
    m_new = max(m + delta_m, 0)  # 计算新的水滴质量，保证不为负数
    h_new = (m_new / (M * (V - m_new / rho_air))) / (P / (R * T))  # 计算新的湿度
    return h_new

# 模拟时间变化
for i in range(1, 61):
    time_list.append(i * 10)
    humidity_list.append(calculate_humidity(time_list[-1], humidity_list[-1]))

# 绘制湿度变化曲线
plt.plot(time_list, humidity_list)
plt.xlabel("Time (s)")
plt.ylabel("Humidity")
plt.show()

在上面的代码中，我们使用了一些基本的物理公式来计算水滴的蒸发过程，其中：

- $V$ 是封闭容器的体积；
- $m$ 是水滴的质量；
- $T$ 是环境温度；
- $P$ 是环境压强；
- $R$ 是气体常数；
- $M$ 是水的摩尔质量；
- $\rho_{air}$ 是空气的密度；
- $A$ 是容器的表面积；
- $k$ 是蒸发系数。

我们使用了一个计算函数 `calculate_humidity()`，它根据当前的时间和湿度计算新的湿度。在每个时间步长里，我们都调用这个函数来计算新的湿度，并将其添加到湿度列表中。最后，我们使用 Matplotlib 库来绘制湿度变化曲线。