こんにちは、育伸開発です。 今回の授業は中2理科の飽和水蒸気量と湿度についてです。そして… 飽和水蒸気量と湿度の関係がよくわからないので理解したい 空気中に入っている水蒸気の量を求められるようになりたい 練習問題を解いて湿度計算できるようにしたい このような方に応える内容となっています。特に練習問題は3パターン用意し、全てに解説を付けました。 学習上のポイント 今回学習する上でのポイントは以下の通りです。今はまだざっと読んでおく程度で構いません。 水滴は見える が 水蒸気は見えない 空気1㎥中に含まれる最大の水蒸気の量を 飽和(ほうわ)水蒸気量 という 湿度は飽和水蒸気量に対して実際に含まれている水蒸気の割合をパーセント(%)で表したもの 湿度は分数で割合をイメージ→計算後に100倍してパーセント(%)に変換する 水蒸気が冷やされて水滴になる境目の温度を 露点(ろてん) といい、湿度は100%になる 露点の飽和水蒸気量が実際に入っている水蒸気の量である では授業にまいりましょう。 割合の復習 先生:では授業を始めます。気を付け、礼。お願いします! 生徒:お願いします! 先生:今日は空気中に含まれる水蒸気の量を求めたり、湿度が何%なのか計算で出せるようにしていくよ。それにあたってまずは小学校5年生の割合内容について復習しておこう。では早速問題出すよ。 問題 バスケットボールでシュートを10回したら3回ゴールに入りました。 1.シュート成功割合を分数で表しなさい 2.分数を割り算の式に直しなさい 3.割合を小数で表しなさい 4.成功割合は何%か答えなさい 先生:では聞いてみよう。1番、成功割合は分数で表すとどうなる? 生徒:3/10(10分の3) 先生:正解。10回中3回の成功なので3/10だ。では2番、その分数を式にすると何÷何? 生徒:3÷10 先生:いいね。分数を割り算の式にするときは「分子÷分母」になるんだった。では3番、3÷10の結果を小数で表して。 生徒:0. 中2理科【天気】飽和水蒸気量と湿度の計算問題. 3 先生:その通り。では4番、それは何%?
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!
中学生から、こんなご質問をいただきました。 「 "湿度"の計算 ができません…。 "飽和水蒸気量"を使うコツがあるんですか?」 はい、大事なコツがあります。 苦手な人も多いので、 詳しく説明しますね。 成績アップのコツ、行きますよ! ■まずは準備体操から! 理科が苦手な中学生から、 よく出る質問の1つ目がこれです。 ・ 「飽和水蒸気量」 って何ですか? こちらのページ で解説しているので、 ぜひ読んでみてください。 "すごく分かるようになったぞ!" と実感がわくでしょう。 理科のコツは、基礎から1つずつ 積み上げることです。 疑問が解けると、頭の中が つながってきますよ。 さらに、よく出る質問の2つ目は、 ・ 「露点」 って何ですか? というものなのですが―― もう1つのページ で、こちらも バッチリ解説しています。 "すごいぞ、話がつながった!" 理科はこうやって、 実力アップしていくのです。 … ■「湿度」の求め方―― 教科書の説明 では、上記の2ページで、 基礎を押さえた中2生に向けて、 本題に入りましょう。 「湿度」の求め方 は、 中2教科書に、こう書かれています。 1m³ の空気中にふくまれている水蒸気量(g/m³) ◇ 湿度(%) =---------------------------------------------×100 その気温での飽和水蒸気量(g/m³) ここで、 「水蒸気量が2つある…」 と混乱する中2生が多いですね。 でも、大丈夫、安心してください。 "コツがある"と、 先ほど言いましたね。 ここからの話が、ポイントです! (ちょっと独り言を言わせてください。 上記の 「湿度の公式」 ですが―― ・分子(上)は、 ふくまれている水蒸気量 ・分母(下)は、 飽和水蒸気量 ふーん… 水蒸気と言っても違うものなんだなあ…) ■湿度を求めるときのイメージ さて、独り言も終わりました。 中2生の皆さんは、 ご紹介した基礎ページを、 もう2つ読んでいます。 ですから、 「箱のたとえ話」 で説明しましょう。 (3回目ですし、もう慣れましたね!) 1辺が1mの立方体の箱に、 30個のボール(= 水蒸気)を入れます。 箱の横には、 「35℃…… ボールは40個入ります」 と書かれています。 (つまり、 飽和水蒸気量 は"40個"。 今、30個のボールを入れましたが、 まだ 10個分の余裕あり。 ) ここで、 「湿度の公式」 とつなげます。 ・分子は、 ふくまれている 水蒸気量 (⇒ 箱に 入っている ボール30個のこと) ・分母は、飽和水蒸気量 (⇒ 限界まで入れたら 、何個入るか) こういうことなのです。 コツが見えてきましたね!
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