理科ラボ

実験道具 / 中学2年 地学

飽和水蒸気量・湿度・露点

空気1m³にふくまれる水蒸気の量と温度を変えて、湿度・露点・水滴(析出)の量を調べよう。飽和水蒸気量を「いすの数」、水蒸気を「すわる人」に見立てて表します。

使い方

3ステップ
  1. 水蒸気量と温度を決める「空気中の水蒸気量」を選び(すぐ反映)、−5〜+5 のボタンで温度を変えます。
  2. 冷やす「露点まで」で露点までゆっくり冷やします。温度を入れて「指定温度へ」でも冷やせます。
  3. 数値と図を見る飽和水蒸気量(いすの数)、水蒸気量(すわる人)、湿度、露点、析出(すわれない人=水滴)を見よう。右のグラフも連動します。

全4ミッション。もちろん、自由に組み立ててもOK。

飽和水蒸気量 / 露点 / 析出 シミュレーション

椅子=飽和 / 座る=水蒸気 / 座れない=析出。右にグラフ連動。

椅子と水滴くん

やってみよう

ミッションに挑戦

上から順に進めると、少しずつわかるようになっています。「このミッションを始める」を押すと、ミッション用の空気になります。温度を変えるのは自分で。

ミッション 1

温度を上げると湿度は?

水蒸気の量を変えずに温度を上げて、湿度の変化を見る。

  1. 空気1m³に水蒸気が10gふくまれています(20℃)。湿度を見ておこう。
  2. +5 ボタンで温度を30℃以上にしよう。
  3. 飽和水蒸気量(いすの数)と湿度はどう変わった?

見るところ温度を上げたときの飽和水蒸気量と湿度。

やってみたら開こう:わかること

飽和水蒸気量は気温が高いほど大きい。水蒸気の量が同じでも、気温が上がると湿度は下がる。湿度[%]=水蒸気量÷その気温の飽和水蒸気量×100。

ミッション 2

露点を見つけよう

空気を冷やして、水滴ができ始める温度(露点)を見つける。

  1. 水蒸気量10g/m³、20℃の空気です。
  2. 「露点まで」を押そう。
  3. 露点では、湿度は何%? いすとすわる人の数はどうなっている?

見るところ露点での湿度と、飽和水蒸気量と水蒸気量の関係。

やってみたら開こう:わかること

空気を冷やしていくと、水蒸気量と飽和水蒸気量が等しくなる(湿度100%)。このときの温度が露点。水蒸気量10g/m³の空気の露点は約11℃。

ミッション 3

露点より冷やすと?

露点よりさらに冷やして、水滴になる水蒸気の量を調べる。

  1. 指定温度が5になっていることを確かめて、「指定温度へ」を押そう。
  2. 露点をすぎると、すわれない人(水滴)が出てくる。
  3. 5℃での析出量は何g/m³? 計算でも確かめよう。

見るところ5℃での飽和水蒸気量と析出量。

やってみたら開こう:わかること

露点より下がると、飽和水蒸気量をこえた分の水蒸気が水滴になる。5℃の飽和水蒸気量は約6.8g/m³なので、10−6.8=約3.2gの水滴ができる。雲や霧、窓のくもりはこのしくみでできる。

ミッション 4

計算問題に挑戦

ワークモードで、湿度・露点・析出量の計算問題を解く。

  1. 左下の「ワークモード」を開こう。
  2. 「問題作成」を押して、出てきた問題を解こう(単位も選ぶ)。
  3. 答えを入れて「判定」。正解するまで挑戦しよう。

見るところ問題で使う飽和水蒸気量の値。

やってみたら開こう:わかること

湿度=水蒸気量÷飽和水蒸気量×100、析出量=水蒸気量−冷やした温度の飽和水蒸気量。露点は、水蒸気量と飽和水蒸気量が等しくなる温度。

この道具でわかること

わかること
飽和水蒸気量空気1m³がふくむことのできる水蒸気の最大量。気温が高いほど大きい
湿度水蒸気量÷その気温の飽和水蒸気量×100(%)
露点空気中の水蒸気が水滴に変わり始める温度(湿度100%)
析出露点より冷えると、飽和水蒸気量をこえた分が水滴になる

飽和水蒸気量は気温から計算した値です(20℃で約17.3g/m³)。

この実験道具は、現役の理科の先生が作ったシミュレーターを、作者の許可を得て理科ラボ向けに編集したものです。値や動きは学習用の模型で、実際の実験の結果と同じになるとは限りません。