飽和水蒸気量と水蒸気量【中2地学 天気】

この記事では

  • 飽和水蒸気量のイメージ
  • 飽和水蒸気量と水蒸気量の関係
  • 露点

を身につけることが目的です。

難しい計算問題は出てこないので、安心してください。

ノート① 飽和水蒸気量とは

飽和水蒸気量は、空気1m3中に含むことができる最大の水蒸気量のことです。

また、単位はg/m3です。

こちらが、気温と飽和水蒸気量との関係を示す表です。この表から、気温が高くなると飽和水蒸気量も大きくなることがわかります。

気温(℃)051015202530
飽和水蒸気量(g/m3)4.96.89.412.817.223.030.3

ここで、飽和水蒸気量のイメージを覚えておきましょう。

水蒸気が入る袋が飽和水蒸気量というイメージをもってください。

飽和水蒸気量という袋の中に水蒸気が入っているわけです。

飽和水蒸気量は、空気1m3中に含むことができる最大の水蒸気量のこと。

飽和水蒸気量は、水蒸気が入る袋をイメージ

ノート② 飽和水蒸気量と水蒸気量の関係

では、10℃、20℃、30℃の空気1m3中に水蒸気がそれぞれ17.2g含まれている状態について考えてみましょう。

30℃の空気1m3中に水蒸気が17.2g含まれている状態

まず、30℃の空気1m3中に水蒸気が17.2g含まれている状態について考えます。

30℃での飽和水蒸気量は30.3gなので、最大で30.3gまで水蒸気を含むことができます。

したがって、17.2gの水蒸気は余裕で入りますね。

図にすると、こんな状態です。

20℃の空気1m3中に水蒸気が17.2g含まれている状態

次に、20℃の空気1m3中に水蒸気が17.2g含まれている状態について考えます。

20℃での飽和水蒸気量は17.2gなので、最大で17.2gまで水蒸気を含むことができます。

今回の水蒸気量が17.2gなので、ギリギリ含むことができました。

図にすると、このような状態です。

このような状態のときの温度を露点と言います。

露点は、空気中の水蒸気が水滴に変わるときの温度のこと、を言います。

また、露点では、飽和水蒸気量と水蒸気量が等しくなります。

10℃の空気1m3中に水蒸気が17.2g含まれている状態

最後に、10℃の空気1m3中に水蒸気が17.2g含まれている状態について考えます。

10℃の飽和水蒸気量は9.4gなので、最大で9.4gまでしか水蒸気を含むことができません。

17.2gの水蒸気があるとどうなるのでしょうか?

17.2gの水蒸気のうち、9.4gまでは水蒸気として飽和水蒸気量の袋に入っています。

しかし、残りの7.8g(= 17.2 – 9.4)は水滴として存在することになります。

図にすると、こんな状態です。

露点よりも温度が下がると、水蒸気の一部は水滴として存在することになります。

露点は、空気中の水蒸気が水滴に変わるときの温度のこと。

露点では、飽和水蒸気量と水蒸気量が等しい。

練習問題

  1. 空気1m3中に含むことができる水蒸気の最大量を何というか。
  2. 気温15℃のときの飽和水蒸気量を答えよ。
  3. 空気中の水蒸気が水滴に変わるときの温度を何というか。
  4. 気温20℃の空気1m3中に水蒸気が12.8g含まれているとする。この空気1m3にはあと、何gの水蒸気を含むことができるか。
  5. 気温20℃の空気1m3中に水蒸気が12.8g含まれているとする。この空気の露点は何℃か。
  6. 気温20℃の空気1m3中に水蒸気が12.8g含まれているとする。この空気の温度が10℃まで下がると、空気1m3中では、何gの水滴ができるか。

問題の解答と解説

  1. 飽和水蒸気量
  2. 12.8g (←覚えなくてOK。表やグラフから読み取れるようになろう!)
  3. 露点
  4. 4.4g
  5. 15℃
  6. 3.4g
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