【理科問題演習】湿度・水蒸気量・露点の計算問題

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気象分野の計算問題である湿度や水蒸気量に関する問題に挑戦しましょう。ここもパターンが絞られますので、よく出る出題パターンをマスターしておきましょう。また、面倒な小数計算にも慣れておきましょう。

湿度・水蒸気量・露点の計算問題

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]
10 9.4
11 10.0
12 10.7
13 11.4
14 12.1
15 12.8
16 13.6
17 14.5
18 15.4
19 16.3
20 17.3

(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。

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湿度や水蒸気量・露点の計算問題 解答・解説

(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

湿度の考え方 基本を復習

湿度計算や、水蒸気量の計算がまだできない生徒は、もう一度基本を復習してみてください。一から丁寧に説明しているので基本を理解して問題に挑戦しましょう。ここは、苦手な生徒が多い単元ですので、できるようになって差を付けよう!

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