湿度と水蒸気量

気温と飽和水蒸気量の関係は次の表のとおりです。

ある部屋の気温は 20 ℃ で、空気 $1{\text{m}}^3$ 中にふくまれる水蒸気の量は $8.65\text{g}$ でした。この部屋の空気の湿度は何 % ですか。

ある日、地点 P の上空を寒冷前線が 1 回だけ通過した。地点 P で 3 時間ごとに気象観測を行ったところ、結果は次のようであった。

• 9 時: 気温 $22{}^{\circ }\text{C}$、湿度 $70\%$、風向 南西
• 12 時: 気温 $24{}^{\circ }\text{C}$、湿度 $75\%$、風向 南西
• 15 時: 気温 $16{}^{\circ }\text{C}$、湿度 $90\%$、風向 北西
• 18 時: 気温 $15{}^{\circ }\text{C}$、湿度 $85\%$、風向 北西

また、気温と飽和水蒸気量の関係は次のとおりである。

• $15{}^{\circ }\text{C}$: $12.8{\text{g/m}}^3$
• $16{}^{\circ }\text{C}$: $13.6{\text{g/m}}^3$
• $22{}^{\circ }\text{C}$: $19.4{\text{g/m}}^3$
• $24{}^{\circ }\text{C}$: $21.8{\text{g/m}}^3$

観測結果から寒冷前線が通過した時間帯を判断し、その通過の直前の観測時刻の空気 $1{\text{m}}^3$ 中にふくまれる水蒸気量から、通過の直後の観測時刻の空気 $1{\text{m}}^3$ 中にふくまれる水蒸気量を引いた差は何 g ですか。小数第 2 位を四捨五入して、小数第 1 位まで求めなさい。

容積が $40{\text{m}}^3$ の密閉されたビニールハウスがある。ある日の夕方、ハウス内の気温は $26{}^{\circ }\text{C}$、湿度は $70\%$ であった。夜の間にハウス内の気温が $15{}^{\circ }\text{C}$ まで下がり、ハウス内の空気にふくみきれなくなった水蒸気は、水滴となってハウスの内側のかべについた。

気温と飽和水蒸気量の関係は次の表のとおりである。

ハウス内の空気の体積は $40{\text{m}}^3$ のまま変わらず、ハウスの外との空気や水蒸気の出入りはないものとする。また、水蒸気は空気中に一様にふくまれているものとする。気温が $15{}^{\circ }\text{C}$ になるまでに水滴となった水は、ハウス全体で何 g ですか。小数第 1 位を四捨五入して整数で答えなさい。

ある晴れた日、海沿いの地点 A（標高 $0\text{m}$）にあった空気のかたまりが、風によって山の斜面にそって上昇した。地点 A での空気の温度は $25{}^{\circ }\text{C}$ であった。この空気のかたまりは、斜面の途中にある地点 B（標高 $600\text{m}$）を通過したあと、さらに上昇を続け、標高 $1100\text{m}$ に達したところで雲ができ始めた。

雲ができる前の空気のかたまりは、$100\text{m}$ 上昇するごとに温度が $1{}^{\circ }\text{C}$ ずつ下がるものとする。また、上昇している間、空気 $1{\text{m}}^3$ にふくまれる水蒸気の量は変わらないものとする。下の表は、気温と飽和水蒸気量の関係を表したものである。

この空気のかたまりが地点 B を通過したときの湿度は何 % ですか。小数第 1 位を四捨五入して整数で答えなさい。

標高 $200\text{m}$ の地点 P で、ある日の正午に気温と湿度をはかったところ、気温は $28^{\circ }\text{C}$、湿度は $50\%$ であった。このとき地点 P の地表付近にあった空気のかたまりが上昇し、雲ができ始めた。

次の表は、気温と飽和水蒸気量の関係を表したものである。

空気のかたまりは、雲ができ始めるまでは $100\text{m}$ 上昇するごとに温度が $1^{\circ }\text{C}$ ずつ下がり、空気のかたまりの温度が露点に達したときに雲ができ始めるものとする。また、空気のかたまりの露点は上昇しても変わらないものとする。雲ができ始めるのは標高何 m のところですか。

標高 $200\text{m}$ の観測地点で、ある時刻の気温は $18{}^{\circ }\text{C}$ であった。このとき、観測地点の空気のかたまりが上昇していき、標高 $1400\text{m}$ で雲ができ始めた。

空気のかたまりは、雲ができ始めるまでは $100\text{m}$ 上昇するごとに温度が $1{}^{\circ }\text{C}$ ずつ下がるものとする。また、空気のかたまりが上昇しても、空気 $1{\text{m}}^3$ 中にふくまれる水蒸気量は変わらないものとする。気温と飽和水蒸気量の関係は次のとおりである。

• $4{}^{\circ }\text{C}$: $6.4{\text{g/m}}^3$
• $6{}^{\circ }\text{C}$: $7.3{\text{g/m}}^3$
• $8{}^{\circ }\text{C}$: $8.3{\text{g/m}}^3$
• $10{}^{\circ }\text{C}$: $9.4{\text{g/m}}^3$
• $12{}^{\circ }\text{C}$: $10.7{\text{g/m}}^3$
• $14{}^{\circ }\text{C}$: $12.1{\text{g/m}}^3$
• $16{}^{\circ }\text{C}$: $13.6{\text{g/m}}^3$
• $18{}^{\circ }\text{C}$: $15.4{\text{g/m}}^3$

この時刻の観測地点の湿度は何 % ですか。小数第 1 位を四捨五入して整数で求めなさい。

冬のある日、屋外の気温は $0{}^{\circ }\text{C}$、湿度は $80\%$ であった。換気のために、この屋外の空気を部屋に取り入れ、暖房で気温 $20{}^{\circ }\text{C}$ まであたためた。

空気をあたためても、空気 $1{\text{m}}^3$ 中にふくまれる水蒸気量は変わらないものとし、部屋の中で水蒸気が加わったり失われたりすることはないものとする。気温と飽和水蒸気量の関係は次のとおりである。

• $0{}^{\circ }\text{C}$: $4.8{\text{g/m}}^3$
• $5{}^{\circ }\text{C}$: $6.8{\text{g/m}}^3$
• $10{}^{\circ }\text{C}$: $9.4{\text{g/m}}^3$
• $15{}^{\circ }\text{C}$: $12.8{\text{g/m}}^3$
• $20{}^{\circ }\text{C}$: $17.3{\text{g/m}}^3$

あたためた後の部屋の空気の湿度は何 % ですか。小数第 1 位を四捨五入して整数で求めなさい。

容積が $50{\text{m}}^3$ の教室の気温は $20{}^{\circ }\text{C}$、湿度は $40\%$ であった。気温を $20{}^{\circ }\text{C}$ に保ったまま加湿器を運転し、教室の湿度を $60\%$ にしたい。

加湿器で水をすべて水蒸気にして教室の空気中に加えるものとし、教室の外との空気や水蒸気の出入りはなく、教室の中の空気はどこでも水蒸気量が同じであるとする。気温と飽和水蒸気量の関係は次のとおりである。

• $16{}^{\circ }\text{C}$: $13.6{\text{g/m}}^3$
• $18{}^{\circ }\text{C}$: $15.4{\text{g/m}}^3$
• $20{}^{\circ }\text{C}$: $17.3{\text{g/m}}^3$
• $22{}^{\circ }\text{C}$: $19.4{\text{g/m}}^3$

湿度を $40\%$ から $60\%$ にするには、加湿器で何 g の水を水蒸気にして加えればよいですか。

容積が $200{\text{m}}^3$ の密閉されたビニールハウスがある。ある日の昼、ハウス内の気温は $26{}^{\circ }\text{C}$、湿度は $70\%$ であった。

夜になると、ハウス内の気温は $14{}^{\circ }\text{C}$ まで下がった。このとき、空気中の水蒸気の一部が水滴となってハウスの内側の壁につき、その水はすべてハウスの外へ流れ出た。

翌朝、ハウス内の気温は $22{}^{\circ }\text{C}$ まで上がった。この状態から、気温を $22{}^{\circ }\text{C}$ に保ったまま、水をまいて蒸発させ、ハウス内の湿度を $70\%$ にしたい。蒸発させる水は全部で何 g ですか。

ただし、気温と飽和水蒸気量の関係は次の表のとおりとする。

なお、ハウスは密閉されていて外との空気の出入りはなく、ハウス内の水蒸気はハウス全体に均一に広がっているものとする。また、夜から翌朝に水をまくまでの間、壁についた水滴以外に水蒸気の増減はないものとする。

容積が $50{\text{m}}^3$ の部屋があり、はじめ室温は $20^{\circ }\text{C}$、湿度は $40\%$ であった。この部屋で暖房を入れて室温を $24^{\circ }\text{C}$ にし、さらに加湿器を使って水を $400\text{g}$ 蒸発させた。その後、暖房と加湿器を止めたところ、夜の間に室温が $12^{\circ }\text{C}$ まで下がり、窓ガラスなどに水滴がついた。

次の表は、気温と飽和水蒸気量の関係を表したものである。

室温が $12^{\circ }\text{C}$ に下がるまでに、部屋の空気中の水蒸気が水滴になった量は全部で何 g ですか。

ただし、部屋の空気は外と出入りせず、部屋の中の温度はどこも同じであるとする。また、加湿器で蒸発させた水はすべて水蒸気として部屋の空気中に一様に広がり、水滴になった水は再び蒸発しないものとする。

容積が $40{\text{m}}^3$ の密閉された部屋がある。はじめ、部屋の気温は $24{}^{\circ }\text{C}$、湿度は $50\%$ であった。気温を $24{}^{\circ }\text{C}$ に保ったまま加湿器を運転したところ、加湿器のタンクの水が $200\text{g}$ 減った。減った水はすべて水蒸気となって部屋の空気中に広がった。その後、加湿器を止め、部屋の気温を $16{}^{\circ }\text{C}$ まで下げたところ、部屋の窓や壁に水滴がついた。

部屋の外との空気や水蒸気の出入りはなく、部屋の中の空気はどこでも気温と水蒸気量が同じであるとする。気温と飽和水蒸気量の関係は次のとおりである。

• $16{}^{\circ }\text{C}$: $13.6{\text{g/m}}^3$
• $18{}^{\circ }\text{C}$: $15.4{\text{g/m}}^3$
• $20{}^{\circ }\text{C}$: $17.3{\text{g/m}}^3$
• $22{}^{\circ }\text{C}$: $19.4{\text{g/m}}^3$
• $24{}^{\circ }\text{C}$: $21.8{\text{g/m}}^3$

部屋の気温を $16{}^{\circ }\text{C}$ まで下げたとき、部屋の空気中の水蒸気のうち、水滴に変わったのは何 g ですか。

容積がわからない密閉容器があり、中の空気の気温は $30{}^{\circ }\text{C}$、湿度は $60\%$ であった。次の操作を順に行った。

• 操作 1: 容器を密閉したまま、中の空気を $10{}^{\circ }\text{C}$ まで冷やした。すると容器の内側に水滴ができた。この水滴をすべて集めて容器の外に取り出し、質量をはかると $44.2\text{g}$ であった。
• 操作 2: 容器の中に、水を十分な量入れた皿を置いて再び密閉し、中の空気を $25{}^{\circ }\text{C}$ まであたためた。$25{}^{\circ }\text{C}$ に保ったまま十分に時間がたつと、容器の中の空気は水蒸気で飽和した。

気温と飽和水蒸気量の関係は次の表のとおりである。

容器の容積は温度によって変わらず、容器の中の水蒸気の量は、水滴ができることと皿の水が蒸発することによってだけ変化するものとする。操作 2 で、皿の水は何 g 減りましたか。

標高 $0\text{m}$ の地点 A にあった空気のかたまりが、風によって山の斜面にそって上昇し、標高 $2500\text{m}$ の山頂まで達した。地点 A でこの空気のかたまりを調べると、$1{\text{m}}^3$ 中に $12.8\text{g}$ の水蒸気がふくまれていた。また、山頂に達したときの空気のかたまりの温度は $5.5{}^{\circ }\text{C}$ であった。

この空気のかたまりについて、次のことがわかっている。

• 雲ができる前は、空気のかたまりの温度は $100\text{m}$ 上昇するごとに $1{}^{\circ }\text{C}$ 下がる。
• 空気のかたまりの露点は、上昇によって $100\text{m}$ 上昇するごとに $0.2{}^{\circ }\text{C}$ 下がる。
• 空気のかたまりの温度が、その高さでの露点まで下がったところで雲ができ始める。
• 雲ができ始めてからは、空気のかたまりの温度は $100\text{m}$ 上昇するごとに $0.5{}^{\circ }\text{C}$ 下がる。

気温と飽和水蒸気量の関係は次の表のとおりである。

地点 A でのこの空気のかたまりの湿度は何 % ですか。小数第 1 位を四捨五入して整数で答えなさい。