中2理科「湿度・露点」飽和水蒸気量のグラフの考え方

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中学2年理科。天気で登場する湿度や露点について学習します。

  • 重要度★★★★
  • レベル★★☆☆
  • ポイント:湿度は飽和水蒸気量に対する水蒸気量の割合!

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授業用まとめプリント「湿度・露点」

空気中の水蒸気

空気中に含まれる水蒸気について学習します。気温が変化すると、空気中の水蒸気がどのように変化するのか、湿度とは何か。露点という温度はどのような温度なのかをしっかりと理解していきましょう。

まずは、空気中の水蒸気を考えるうえで非常に重要な「飽和水蒸気量」について考えます。

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飽和水蒸気量

飽和水蒸気量とは、空気1㎥中に含むことのできる水蒸気の最大の量のことをいいます。無限に水蒸気が空気中に存在するのではなく、空気中に入る水蒸気量には限度があるということですね。

飽和水蒸気量は下のグラフのように、気温が上昇すると大きくなり、気温が低下すると小さくなります。まずは、このことをしっかりと覚えておきましょう。

飽和水蒸気量

飽和水蒸気量のグラフがしっかりと読めているか、次の問題で確認しましょう。

  1. 上のグラフでAの空気の飽和水蒸気量は何gか。
  2. 上のグラフでAの空気の実際の水蒸気量は何gか。
  3. Aの空気は1㎥中に、あと何gの水蒸気量を含むことができるか。

1の答えです。Aの空気は25℃であることがわかります。25℃の飽和水蒸気量は、曲線部分の25gとなります。2の答えは10gになりますね。つまり、Aの空気は最大で1㎥中に25gの水蒸気が含めますが、実際には10gしか水蒸気が含まれていないことがわかります。

最後に3の答えです。飽和水蒸気量が25gで実際に含まれている水蒸気量が10gなので、
25g-10g=15g
空気1㎥中にあと15gの水蒸気を含むことができることがわかります。下のグラフを参考にしてください。

飽和水蒸気量2

湿度

次は湿度です。湿度とは、空気の湿り具合を表す尺度で、飽和水蒸気量に対する実際の水蒸気量の割合を百分率[%]で表したものになります。次の式で求められます。

湿度の公式

それでは、Aの空気の湿度を求めてみましょう。Aの空気は25℃ですので、飽和水蒸気量はグラフから25gであることがわかります。それに対して実際の水蒸気は10gなので、
湿度の求め方

湿度は40%であることがわかります。

このように、飽和水蒸気量に対して、どこまで水蒸気量が入っているのかを表しているだけなのです。

露点

次に露点ですが、露点とは水蒸気が凝結して水滴に変わり始める温度です。凝結とは水蒸気が冷やされて水滴になる現象です。暖かい空気が冷やされると、気温が下がり飽和水蒸気量が小さくなります。そうすると、実際の水蒸気量と飽和水蒸気量が等しくなる温度になってしまします。この温度を露点というのです。

露点

露点は、水蒸気量が多いほど高くなり、水蒸気量が少ないと低くなることも重要です。言い換えると、露点が高い空気ほど水蒸気量が多く、露点が低いほど水蒸気量が少ないともいえます。ここは応用論点で頻繁に登場するので、じっくりと考えてみてください。

露点に達すると、空気中の水蒸気は水滴に変わり始めます。露点よりもさらに温度を下げると、凝結して水滴が生じます。生じる水滴の量は次のように考えます。25℃で空気1㎥中に10gの水蒸気を含む空気Aを5℃まで下げたときのことを考えてみましょう。

凝結量

気温が5℃になると、飽和水蒸気量が5gになってしまっています。10g水蒸気を含んでいたので、5g含み切れず水滴となって生じます

以上が空気中の水蒸気の基本事項です。あとは問題を数多くこなし、得意分野にすることが重要です。ここは苦手とする水渡が多いのが現状ですので、マスターすれば大きく差をつけることができます。

湿度・露点 動画で確認

湿度・露点まとめプリント

湿度や水蒸気量の計算の基本内容のまとめプリントです。湿度の計算が確実にできるように、まずは考え方の基本を学びます。是非学習に活用してください。

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授業用まとめプリント「湿度・露点」

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