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。

動画による解説は↓↓↓

中2地学【飽和水蒸気量・湿度・露点とは?】

チャンネル登録はこちらから↓↓↓

 
スポンサーリンク

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。

 

POINT!!

・水蒸気・・・・・・目に見えない

・水滴や氷の粒・・・目に見える

 

 

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。

 

■水蒸気量

空気1m3に入っている水蒸気の量(g)のこと。

※空気1m3あたりを考えているので単位は【 g/m3(グラム毎立方メートル)

■飽和水蒸気量

空気1m3に入ることができる最大の水蒸気の量(g)のこと。

※空気1m3あたりを考えているので単位は【 g/m3(グラム毎立方メートル)

気温が高いほど飽和水蒸気量が大きくなる。

 

スポンサーリンク

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

①12.8gの水蒸気が入っている25℃の空気1m3がある

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。

 

②この空気の温度を15℃まで下げてみる

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

 

③ ②の状態から、空気の温度を5℃まで下げてみる

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。

 

POINT!!

・入ることができなくなった水蒸気は水滴へと変化する。

生じる水滴の量=入ること(含むこと)ができなくなった分の水蒸気の量

 

④水滴ができ始めたときの温度を考えてみる

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)

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。

 

■露点

これ以上温度を下げると水滴が生じるという温度。

 

■露点と水蒸気量の関係

露点では

飽和水蒸気量=実際に入っている(含んでいる)水蒸気量

となっている。

 

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。

 

POINT!!

・露点は「実際に入っている(含んでいる)水蒸気量」で決まる。

・露点では「飽和水蒸気量=実際に入っている(含んでいる)水蒸気量」となっている。

・「実際に含んでいる水蒸気量」は露点から調べることができる。

 

こちらもどうぞ

露点を求める計算や湿度を求める計算のドリルを販売しています。

よければぜひご覧ください。

220円(税込)です。

 

コメント

サイト管理者

ScienceTeacher
小中高生に数・理を教えている関西の現役塾講師です。
中学理科を誰よりもわかりやすく解説します。
こちらのオンラインショップにて教材も販売中です
1つ300円以下で販売しております。

タイトルとURLをコピーしました