未知の冷却実験から露点と水蒸気量を説明しよう

まず知る

このレッスンは6番目、セクションの仕上げです。露点の意味、測定手順、冷却モデル、表の読み方、誤答修正を、見慣れない実験資料へまとめて使います。次の「湿度を計算しよう」へ渡す力は、露点から実際量を求め、現在気温での最大量と区別することです。

初見資料では、最初に「求めるもの」「測ったもの」「表から読むもの」を分けます。

理解する

ある教室で金属容器の水を冷やした記録です。

この記録から露点は約14℃です。11℃は水滴が多くなった温度であり、凝結開始温度ではありません。14℃の飽和水蒸気量が12.1 g/m³なら、教室の実際の水蒸気量は約12.1 g/m³です。

もし温度計の最小目盛りが1℃なら、露点を14.00℃のように書くのは測定精度を超えています。また、観察が1分ごとなので、実際の凝結開始は15℃から14℃の間だった可能性があります。「約14℃」と資料の精度に合う表現を選びます。

使う

別の班では、気温26℃、曇り始め16℃、16℃の飽和水蒸気量13.6 g/m³、26℃の飽和水蒸気量24.4 g/m³でした。

1. 露点は16℃。
2. 実際量は13.6 g/m³。
3. 現在の最大量は24.4 g/m³。
4. 次のセクションでは13.6÷24.4×100として湿度を求めます。

ここで分子と分母を逆にすると100％を超えてしまいます。現在は露点より高温なので未飽和であり、湿度は100％未満になるはずだという見通しで誤りを発見できます。

転用する

朝の気温が露点まで下がる予報なら、露や霧が生じる可能性を考えられます。冷却実験と自然現象の共通点は、空気が冷え、飽和水蒸気量が実際量へ近づくことです。相違点は、自然では風、地面、放射冷却、水蒸気の移動など条件が多いことです。「可能性が高まる」と述べ、必ず起こると断定しないのが科学的です。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。