【中2理科問題】湿度の計算問題

飽和水蒸気量、湿度の計算、露点の求め方を演習します。出題される計算パターンを網羅しているので、一つ一つマスターしていきましょう。

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飽和水蒸気量に関する確認問題

  1. 空気1m³に入る最大の水蒸気量を何というか。
  2. 1は気温が上昇するとどうなるか。
  3. 水蒸気が水滴に変わる現象を何というか。
  4. 水蒸気が水滴に変わり始める温度を何というか。
  5. 水蒸気量が多い場合、4はどうなるか。
  6. 気温が4になったとき、湿度は何%か。

解答

  1. 飽和水蒸気量
  2. 大きくなる
  3. 凝結
  4. 露点
  5. 高くなる
  6. 100%

【練習問題】湿度・水蒸気量・露点の計算

問題下の表は、気温と飽和水蒸気量との関係を示したものである。現在の教室内の気温は20℃で、空気1m³中に11.4gの水蒸気が含まれている。次の各問いに答えよ。

気温[℃]飽和水蒸気量[g]
109.4
1110.0
1210.7
1311.4
1412.1
1512.8
1613.6
1714.5
1815.4
1916.3
2017.3

(1)この空気は、1m³あたりあと何gの水蒸気を含むことができるか。

(2)教室の体積が200m³だったとすると、あと何gの水蒸気を含むことができるか。

(3)このときの教室内の湿度は何%か。小数第2位を四捨五入して求めなさい。

(4)この空気を冷やしていったとき、水滴が生じ始めるのは何℃になったときか。

(5)(4)の温度をこの空気の何というか。

(6)教室の空気を冷やして11℃にしたとき、教室200m³全体で何gの水滴が生じるか。

(7)教室の気温と湿度が変化し、気温が12℃、湿度が60%になったとき、空気1m³中に含まれている水蒸気は何gか。小数第2位を四捨五入し求めなさい。

(8)教室の気温と湿度が変化し、気温が18℃で露点が10℃になった。このときの空気の湿度は何%になるか整数で求めよ。

【解答・解説】湿度や水蒸気量・露点の計算

(1)5.9g
20℃の飽和水蒸気量(最大含める水蒸気量)が17.3gで、実際に含まれている水蒸気量が11.4gなので、あと含むことができる水蒸気量は次のように計算できます。
17.3g-11.4g=5.9g

水蒸気量と飽和水蒸気量

(2)1180g
(1)より、空気1m³中にあと5.9gの水蒸気が入るので、教室200m³中には次の水蒸気量を含むことができます。
5.9g×200m³=1180g

(3)65.9%
湿度は飽和水蒸気量に対する実際の水蒸気量の割合なので、実際の水蒸気量÷飽和水蒸気量を求めて100倍にすることで求められる。
11.4÷17.3=0.6589…
0.6589×100=65.9%

湿度の求め方!湿度の求め方

(4)13℃
実際に含まれている水蒸気量は、空気1m³あたり11.4gなので、表で11.4gが飽和水蒸気量になっている気温を探すと13℃になる。この空気を13℃まで冷やすと水蒸気が凝結し、水滴が生じ始める。
露点の求め方
(5)露点
水蒸気が凝結し、水滴に変わり始める温度を露点という。

重要用語の確認!露点…水蒸気が水滴になり始める温度。
凝結…水蒸気が水滴になること。
飽和水蒸気量…空気1m³中に含むことができる水蒸気の最大の量。

(6)280g
空気1m³中に11.4gの水蒸気を含む教室の空気を11℃まで下げると、飽和水蒸気量が10.0gになるので、
11.4g-10.0g=1.4g
空気1m³あたり1.4gの水滴が生じる。教室の体積は200m³なので、
1.4g×200m³=280g
教室全体で280gの水滴が生じることになる。

生じる水滴の量

(7)6.4g
12℃の飽和水蒸気量は表より10.7g。湿度は飽和水蒸気量に対する実際の水蒸気量の割合なので、この空気中に含まれる水蒸気量は、
10.7g×0.6=6.42g
したがって、水蒸気量は6.4gとなる。

湿度から水蒸気量を求める

(8)61%
気温が18℃なので、飽和水蒸気量は15.4g。露点が10℃ということは、10℃の飽和水蒸気量より9.4gの水蒸気が含まれていることがわかる。
9.4÷15.4=0.610…
0.610×100=61%

露点と湿度

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