冷却後に凝結する水の量を段階計算しよう

まず知る：このレッスンの役割と目標

このレッスンは4番目です。前回求めた「1 m³あたりの凝結量」を、空気全体の体積へ広げます。

凝結量（g/m³）＝冷却前の実際量−冷却後温度の飽和水蒸気量

水の総質量（g）＝1 m³あたりの凝結量×空気の体積（m³）

冷却前の実際量が問題に直接ない場合は、露点または湿度から先に求めます。

理解する：例題で理由を確かめる

問題：空気4 m³に、1 m³あたり12.8 gの水蒸気が含まれています。この空気を、飽和水蒸気量9.4 g/m³の温度まで冷やしました。何gの水が凝結しますか。

1. 1 m³あたりの差：12.8−9.4＝3.4 g/m³
2. 空気4 m³分：3.4×4＝13.6 g
3. 答え：13.6 g

単位も確認できます。g/m³にm³を掛けるとm³が消え、gになります。

使う：間違い・誤答を直して練習する

例題2：空気10 m³、冷却前の実際量17.3 g/m³、冷却後の最大量12.8 g/m³。

• 差：17.3−12.8＝4.5 g/m³
• 総量：4.5×10＝45 g

「4.5 g」と答える誤りは、1 m³あたりと全体量の混同です。問題の空気が何m³かを確認します。逆に、問題が1 m³あたりを聞いているなら体積を掛けません。

転用する：まとめと次の学びへ

部屋の体積が縦5 m、横4 m、高さ2.5 mなら、5×4×2.5＝50 m³です。1 m³あたり2 g凝結する条件なら、理想化した計算では100 gです。実際の部屋では温度むらや換気があるため、計算値は条件を単純化した見積もりだと説明します。

次は、水漏れ、湯気、部屋全体の冷却という誤答を、観察と量の両面から修正します。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。