金属容器をゆっくり冷やして露点を測ろう

まず知る

このレッスンは2番目です。露点の意味を受け取り、金属容器を使って「凝結が始まった瞬間の温度」を測る方法を完成させます。

用意するものは、乾いた金属容器、室温に近い水、細かくした氷、温度計、かき混ぜ棒です。金属は熱を伝えやすいため、容器内の水と外側に接する空気の温度を近づけやすい材料です。

測りたいのは、水滴がたくさんついた後の温度ではありません。外側が初めて白く曇る、または小さな水滴が生じ始めた瞬間の温度です。

理解する

手順は次の通りです。

1. 容器の外側を乾いた布でふき、室温に近い水を入れる。
2. 温度計の液だめを水中に入れ、容器の底や側面へ触れさせない。
3. 少量ずつ氷を加え、静かにかき混ぜて水温を均一にする。
4. 容器の外側を観察し、曇り始めた瞬間の温度を読む。
5. 同じ条件で数回行い、極端に外れた値がないか確かめる。

氷を一度に多く入れると、温度が急に下がり、曇り始めを見逃します。混ぜないと場所によって水温が異なり、温度計の値が容器表面の代表になりません。外側がぬれていると、新しく生じた水滴を区別できません。

使う

ある班では、外側が曇り始めたのは15.2℃、15.0℃、15.1℃でした。3回が近いので、露点は約15.1℃と考えられます。別の班が12℃まで下げてから曇りに気づいたなら、その値は真の露点より低い可能性があります。凝結開始を見逃して冷却を続けたからです。

実験記録には、室温、曇り始めた温度、容器の状態、氷の加え方、測定回数を書きます。値だけでなく、値を得た条件が再現性を支えます。

転用する

容器の代わりに鏡や窓を冷やしても凝結は観察できますが、表面温度を正確に測りにくい場合があります。器具を変える問題では「表面付近の空気が何℃になったかを測れるか」「凝結開始を見分けられるか」を基準に方法を評価します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。