地学分野の用語と知識の問題
金属製のコップにくみ置きの水を入れ、氷を入れた試験管で水をかき混ぜながら少しずつ水温を下げていった。すると、ある温度になったとき、コップの表面がくもりはじめ、小さな水滴がつきはじめた。これは、コップのまわりの空気が冷やされて、空気中にふくまれていた水蒸気が水滴に変わりはじめたためである。
このように、空気を冷やしていったとき、空気中の水蒸気が凝結して水滴ができはじめるときの温度を何というか。漢字で答えよ。
この問題で使うもの
- 露点・雲と霧のでき方(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(2 技能)
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
「露点・雲と霧のでき方」の技能を使います。空気が冷えると、空気がふくむことのできる水蒸気の量がどう変わるかを考えましょう。
ヒント 2
気温が下がると飽和水蒸気量は小さくなります。実際の水蒸気量と飽和水蒸気量が等しくなるところまで冷えると、水蒸気が水滴に変わりはじめます。
ヒント 3
水滴ができはじめる(湿度が になる)ときの温度には特別な名前があります。朝の草につく水滴「つゆ(露)」と関係のある漢字 2 文字の用語です。
答えと解説
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露点
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解説を読む
使う技能は「露点・雲と霧のでき方」です。
1. 空気 がふくむことのできる水蒸気の最大の質量を飽和水蒸気量といい、気温が低いほど小さくなります。
2. 空気を冷やしていくと、飽和水蒸気量がだんだん小さくなり、やがて空気中に実際にふくまれている水蒸気量と等しくなります(湿度 )。
3. それよりさらに冷えると、ふくみきれなくなった水蒸気が凝結して水滴になります。この、水滴ができはじめるときの温度を露点といいます。
実験では、コップの表面がくもりはじめたときの水温が、コップのまわりの空気の露点とほぼ等しいと考えます。
よって答えは「露点」です。
似た用語との違い: 「飽和水蒸気量」は空気がふくむことのできる水蒸気の最大量()であり、温度ではありません。「湿度」は飽和水蒸気量に対する実際の水蒸気量の割合()です。露点は、空気中の水蒸気量が多いほど高くなります。
別解
空気を冷やしていったとき、空気中にふくまれる水蒸気の量がその温度での飽和水蒸気量に等しくなり、水蒸気が凝結して水滴ができはじめる温度を露点という。コップの表面がくもりはじめたときの水温が、そのときの空気の露点にほぼ等しい。