3gの水滴が生じた。この空気の飽和水蒸気量を求めよ。 湿度が75%の空気を4℃まで冷やしたときに1m 3 中3. 8gの水滴が生じた。この空気の温度を求めよ。 29% 7℃ 11. 8g 47% 3. 9g 22. 5g 55% 14℃ 40% 2. 1g 21℃ 17℃ 14. 0g 2. 8g 30℃ 24. 0g 16℃ コンテンツ 練習問題 要点の解説 pcスマホ問題 理科用語集 中学無料学習アプリ 理科テスト対策基礎問題 中学理科の選択問題と計算問題 全ての問題に解説付き
生徒:言えない 先生:そうだね。まだ3g余裕があるね。ちなみに湿度だけどさっきより高くなって、そうだねぇ、ざっと70%から80%くらいになったかな。たしかめてみよう。今、13gまで入るうち10g実際に水蒸気が入っているね。この状態の割合を分数で表すとどうなる? 生徒:13分の10(10/13) 先生:いいね、その通りだ。それを計算すると10÷13=0. 769…となる。そして×100してパーセントに直すと76. 9…%だ。整数にするとおよそ77%だね。そして話を戻すけど、ここまでの状態では中に入っている水蒸気の量が変わらないのも今まで通り。つまり、まだ水蒸気が水滴に変わることはない(=露点まで温度が下がっていない)よ。 先生:更に温度を11℃まで下げよう。この時の飽和水蒸気量は10gとなっているね。中に入っている水蒸気量も10gだ。では質問するけど、このとき湿度は何%? 中2理科【天気】飽和水蒸気量と湿度の計算問題. 先生:いいね、その通りだ。10gまで入れられるうち10g入っているから10/10=1だ。100%だね。そして今回はこの11℃という温度が露点(水滴ができ始める境目の温度)となるよ。なぜなら… 先生:上の図の一番左の状態に ちょうど なったからだ。11℃だと 器の大きさも同じ 10gだから、まさに限界ギリギリの状態だね。この時湿度は100%だ。そしてここから少しでも温度が下がると以下の図のように… 先生:器が10gまで入る大きさより小さくなって、水蒸気が中に入ったままでいられなくなりこぼれるね。 水蒸気がこぼれて水滴となって出てくる んだ。この境目である11℃が今回の 露点 だよ。 先生:実際に冬の寒い日に暖房で部屋の中が暖かいと、窓の内側に水滴がついているよね。これがまさに水蒸気が冷やされて水滴になって出てきたものなんだ。窓の近くの室内の空気って、外が寒いと冷やされるからね。 先生:そうしたら更に3℃まで冷やそう。3℃の空気の飽和水蒸気量(器の大きさ)は6gだ。器の大きさが小さくなるから、とりあえず以下の左の状態になる。 先生:ではここで問題を3問出すよ。 1.3℃の空気中に入っている水蒸気は何gか。 2.このとき湿度は何%か。 3.このとき何gの水滴が出てきたか。 先生:少し時間をあげるから考えてみて。暗算で出来ない計算があったら手元のノートでひっ算計算やってみよう。でははじめ! 先生:では聞いてみよう。1番、空気中に入っている水蒸気は何g?
生徒:10g 先生:その通り。表の数値を読み取ってくれたね。温度が高くなって器の大きさが大きくなったと考えればいいんだ。そうすると、イメージとしては以下の図の右の状態になる。 先生:空気の中に入っている水蒸気だけど、温度が上がったからといっていきなり増えたり、いきなりどこかに飛んで行って減るなんてことはないんだ。だから、 10gまで 入るうち 5g 水蒸気が 入っている 状態だよ。ちなみにこの割合を分数で表すと何分の何? 生徒:5/10(10分の5) 先生:その通りだね。では、湿度は何%だと思う? 生徒:50% 先生:素晴らしい!さっきの分数を式にして計算すると 5÷10=0. 5となるね。それを100倍して50%だ。このように、温度が上がると中に入っている水蒸気の量は変わらないのに器が大きくなり、逆に湿度が小さくなるよ。 先生:では次に進もう。設定を変えて、今30℃の空気1㎥に水蒸気が10g入っているとしよう。表も確認しつつ湿度がおよそ何%になるか考えよう。 先生:そうすると、今 何gまで 入るうち 何g 水蒸気が 入っている 状態? 生徒: 30gまで 入るうち 10g 水蒸気が 入っている 先生:その通り。イメージとしては以下の通りになるね。 先生:では湿度がおよそ何%になるか計算で出してみよう。今回は小数第1位を四捨五入して整数で出して。では計算はじめ! 湿度計算問題1. ・ 先生:では聞くけど、およそ何%になった? 生徒:33% 先生:ナイス、正解!10/30=10÷30=0. 333…となるね。100倍すると33. 3…%となるんだ。割り切れないけど、整数で出すように指示があったから、この場合は小数第1位を四捨五入しよう。そうすると小数第1位の3は切り捨てられて、およそ33%となる。このように実際に入っている水蒸気量をその時の温度の飽和水蒸気量で割って100を掛ける、そうして湿度(%)を求めよう。 露点 先生:そうしたら次に露点について説明しよう。 露点 とは、 水蒸気が 冷やされて 水滴になる境目の温度 のことだ。そして、 露点の 飽和水蒸気量が実際に入っている水蒸気の量 になるという特徴があるよ。では具体的に見ていこう。 先生:さっきやった通り、今30℃の空気1㎥に10gの水蒸気が含まれているとしよう。湿度は約33%だ。これを15℃まで冷やすと以下の左側の状態になる。ちなみに15℃の飽和水蒸気量は表から13gだ。 先生:この時、飽和している(=限界ギリギリの満タン状態になっている)と言える?
6なので、100倍して湿度は 60% だ。 解説(2) 温度を上げても中に入っている水蒸気の量は変わらず 6g のままだ。 解説(3) 15℃の空気は13gまで水蒸気を入れることが出来る。そのうち6g入っているので分数で表すと6/13となる。6÷13=0. 461…だ。100倍して46. 1…%なので、小数第1位を四捨五入して およそ46% 。 解説(4) 中に水蒸気が6g入っているので、飽和水蒸気量が6g/㎥となっている温度を表から探そう。6g/㎥となっているのは 3℃ だ。これでギリギリ満タン状態の露点だから、ここから少しでも温度が下がると水滴が出来るね。 解説(5) ギリギリ満タン状態の露点の時の湿度は 100% だ。6gまで入るところに水蒸気が6g入っているから6/6=1だね。100倍して 100% と答えを出してもいいよ。 解説(6) 露点以下の温度に下げると器が小さくなっていくけど、温度を下げてもこぼれ、更に温度を下げてもこぼれる。ずっと器の大きさと中に入っている水蒸気の量は同じだ。つまり湿度 100% 。 解説(7) 0℃の空気の飽和水蒸気量は5gとなっている。だから中に入っている水蒸気量も 5g だ。 解説(8) もともと6g水蒸気が入っていたけど、温度が0℃に下がって器の大きさが5gになった状態だ。以下イメージ図で左側の状態だ。 6gの水蒸気のうち5gまでが水蒸気のままでいられるから、差の 1g がこぼれて生じた水滴となる。 問題演習2 先生:では問題演習第2弾のプリントを配るよ。8問あるから解いていこう。解き終わったら答え合わせと解説をするから戻ってきてね。では始め!
中学2年理科。天気分野で登場する湿度の計算練習を行います。 重要度★★★☆ レベル★★★☆ ポイント:露点は実際の水蒸気量を教えてくれる! 授業用まとめプリントは下記リンクからダウンロード! 授業用まとめプリント「湿度の計算特訓」 湿度の計算パターン 湿度に関する計算パターンは大きく4つに分かれます。 気温と水蒸気量から湿度を計算する。 気温と湿度から水蒸気量を計算する。 露点を使って湿度を計算する。 生じる水滴の量を計算する。 この3パターンで計算問題が作られます。どれも湿度が飽和水蒸気量に対する実際の水蒸気量を表していることがポイントです。それから、露点の飽和水蒸気量が空気中の水蒸気量を表していることもポイントになります。 では、計算問題に挑戦しましょう。飽和水蒸気量は下記の飽和水蒸気量の表を使ってください。 気温[℃] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 飽和水蒸気量[g/m³] 12. 8 13. 6 14. 5 15. 4 16. 3 17. 3 18. 3 19. 4 20. 6 21. 8 23. 1 水蒸気量から湿度を計算 [問題1] 気温が20℃で水蒸気量が11. 5g/m³の空気の湿度は何%か。答えは小数第2位を四捨五入し小数第1位まで求めよ。 最も基本的な湿度の計算問題です。飽和水蒸気量に対する実際の水蒸気量の割合を求めます。湿度は次の公式で求めることができました。 気温が20℃なので、飽和水蒸気量は表より17. 3g/㎥となります。水蒸気量は11. 5g/㎥とわかっているので、 11. 5/17. 3 ×100=66. 47… 答えは 66. 5% 湿度から水蒸気量を計算 [問題2] 気温が20℃で湿度が80%の空気には何gの水蒸気が含まれるか。答えは小数第2位を四捨五入し小数第1位まで求めよ。 飽和水蒸気量を100%としたとき、実際の水蒸気量が80%であると教えてくれているので、飽和水蒸気量に割合をかけて求めます。表より20℃の飽和水蒸気量は17. 3g/㎥なので、水蒸気量は、 17. 3g/㎥×0. 8=13. 84 答えは 13. 8g となります。 露点から湿度を計算 [問題3] 気温が20℃で露点が16℃の空気の湿度は何%か。答えは小数第2位を四捨五入し小数第1位まで求めよ。 この問題が一番テストや入試に登場します。露点が実際の水蒸気量を教えてくれているところがポイントです。気温が20℃で飽和水蒸気量は17.
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