中2地学【飽和水蒸気量・露点】

このページでは「飽和水蒸気量って何？」「露点って何？」「露点ってどうやって求める？」について解説しています。

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1．空気中の水蒸気

水蒸気は水が気体になったものです。

水蒸気というと、「お湯から出る湯気」を水蒸気だと思う人もいます。

しかしあれは水蒸気ではありません。

あの正体はごく小さな水滴です。

ごく小さな水滴が浮かんでいるのです。

水蒸気は目に見えません。

ですが空気中に存在しています。

例えばコップに氷水を入れたとしましょう。(↓の図)

コップのまわりにはやがて水滴がつきます。

この水滴は、まわりの水蒸気が冷やされてできたものと考えられます。

つまり空気中には水蒸気が存在しています。(目には見えないけど)

1辺が1mの立方体の箱に空気を入れて、この中に水蒸気を送り込みましょう。

箱の中の空気の体積は1m³です。

この空気1m³に入っている水蒸気の量を水蒸気量といいます。

箱にはいくらでも水蒸気が入るのか、というともちろん限度があります。

この空気1m³に入ることができる最大の水蒸気量を飽和水蒸気量といいます。

2．飽和水蒸気量

飽和水蒸気量は気温によって変化します。

各気温でのおおよその値は次の表のようになります。（覚える必要はありません。）

これをグラフ化すると↓のような曲線のグラフになります。

ではここで1つ例を考えてみましょう。

例　水蒸気を含む空気の温度を下げる

グラフにこの情報を記入してみましょう。(↓の図)

いま25℃なので飽和水蒸気量は23.1g/m³です。

最大23.1gの水蒸気が入ることができるということです。

実際には12.8gの水蒸気が入っているので、まだ水蒸気が入ることができます。

その値は

23.1－12.8＝10.3g

すなわち、あと10.3gの水蒸気が入ることができます。

温度を下げると飽和水蒸気量は下がります。

入ることができる水蒸気の量が減少するということです。(↓の図)

15℃まで下げると飽和水蒸気量は12.8gです。

（最大12.8gの水蒸気が入る、という意味。）

いま、最初に入っていた水蒸気は12.8gです。

ということはこれ以上の水蒸気が入ることはできません。

5℃での飽和水蒸気量は6.8gです。

最初に入っていた水蒸気は12.8gです。

12.8g全部が空気中に入ることはできません。

12.8－6.8＝6g

が入りきらない水蒸気の量です。(↓の図)

入ること（含むこと）ができなくなった水蒸気はどうなるかというと・・・

水滴（液体）へと変化してしまいます。

今の場合、6gの水蒸気が入らなくなったので、生じる水滴も6gです。

③において5℃まで温度を下げたとき、6gの水滴ができました。

しかし5℃ではじめて水滴ができたわけではありません。

水滴は、入りきらなくなった水蒸気が変化したものなので、

②の状態(15℃)から、少しでも温度を下げると入ること(含むこと)ができない水蒸気が出てきます。

このように

これ以上温度を下げると水滴ができてしまう温度（水蒸気が入りきらなくなる温度）

を露点といいます。

この空気の露点は15℃ということになります。(↓の図)

②の状態を思い出すと

ちょうど

飽和水蒸気量＝実際に入っている(含んでいる)水蒸気量

となっています。

例題1

さきほどのグラフを参考に次の問いに答えなさい。

(1) 気温30℃、12.8gの水蒸気を含む空気1m³の露点は？

(2) 気温30℃、6.8gの水蒸気を含む空気1m³の露点は？

(答)

(1)
気温30℃、12.8gの水蒸気を含んでいる様子をグラフに表します。(↓の図)

露点とは、温度を下げていった時に

飽和水蒸気量＝実際に入っている(含んでいる)水蒸気量

となる温度なので・・・

露点は15℃となります。

（15℃で　いま実際に含まれる水蒸気量＝飽和水蒸気量　となる。）

(2)

気温30℃、6.8gの水蒸気を含んでいる様子をグラフに表します。(↓の図)

露点とはここから温度を下げたとき、

飽和水蒸気量＝実際に入っている(含んでいる)水蒸気量

となる温度なので・・・

露点は5℃となります。

（5℃で　いま実際に含まれる水蒸気量＝飽和水蒸気量　となる。）

この問題からもわかるように、露点は「実際に入っている（含んでいる）水蒸気量」によって決まります。

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