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國中

3番解説お願いします🤲

【3】 下の図は, 日本海側のP点 (海抜0m) で水蒸気をふくんだ 30℃の空気のかたま りが、 海抜 1200mのR点で雲をつくり, そ の後, 2800mの山頂をこえるまで雨を降ら せて、太平洋側のS点 (海抜0m) に乾燥し た空気がふき降りたことを表す模式図で ある。 この図と下に示した空気の上昇・下 降と温度変化の関係のルールを読んで, 次の問いに答えなさい。 また, 必要に応じ て、温度と飽和水蒸気量の関係を表した 右の表を利用しなさい。 30℃の空気の かたまり [ルール1〕 温度 (°C) P点 (海抜0m) 0 2 4 6 8 10 12 14 山頂 (海抜2800m) [Q点 (海抜1000m) R点 (海抜1200m) 温度と飽和水蒸気量の関係 飽和水蒸気 量 [g/m²] 4.8 5.6 6.4 7.3 8.3 9.4 10.7 12.1 温度 (°C) 16 18 20 22 24 26 28 30 飽和水蒸気 量 (g/m³) + S点 (海抜0m) 13.6 15.4 17.3 19.4 21.8 24.4 27.2 30.4 空気の温度は, 雲ができていない状態では100m上昇するごとに1℃ずつ下が る。 空気の温度は、雲ができると, 100m上昇するごとに0.5℃ずつ下がる。 空気の温度は, 100m 下降するごとに1℃ずつ上がる。 [ルール2] [ルール3〕 1. 次の文章は, 空気が斜面に沿って上昇するとき, 温度が下がる理由を説明したものであ る。 ( )にあてはまる語句を答えなさい。 空気が斜面に沿って上昇すると, そのまわりの気圧が( ① ) なって,空気が(②) 低く するので, 気温が下がる。 2.P点から斜面に沿って上昇した空気の露点は何℃か。 18℃ 3.P点から斜面に沿って上昇した空気が, 海抜1000mのQ点に到達したとき, この空気の湿 度は何%か。 小数第1位を四捨五入して, 整数で答えなさい。 89% 4. R点でできた雲をつくる粒は小さくほとんど落下しないが、 雨や雪になって落ちてくるこ とがある場合は,それらの雲粒がどのようになった場合か。 「雲粒が」 という書き出しに続 けて,簡単に説明しなさい。雲粒がたがいにぶつかって合体するなどして大きく成長 した場合。 5.雨や雪をまとめて何というか。 降水 6. 山頂に達したときと、山頂をこえてS点にふき降りてきたときの空気の温度はそれぞれ 何℃か。 山頂10℃ こえた38

解答

_「R点で雲をつくり」→「R地点で雲ができ始めた。」→「R地点で初めて湿度が100%になった。」

_①、その時の気温は何℃?
_R地点の海抜は1200[m]。
_P地点の海抜は0[m]で、外気温は30[℃]。
_「雲が出来ていない状態では100m上昇するごとに1℃ずつ下がる」
_①、の気温を返信して下さい。分からなければ、①分からない、と返信して下さい。

_②、気温と、設問の表から、(単位体積当たりの)含有水蒸気量が分かります。幾つですか?
_②、の含有水蒸気量を(単位も添えて)返信して下さい。分からなければ、②分からない、と返信して下さい。

_③、雲が出来るまでは、含有水蒸気量はP地点でも、Q地点でも、R地点でも、変わりません。雲ができ始めると、含有水蒸気量が変わり始めます。
_③、分かる、③分からない、を返信して下さい。

_④、②・③から、Q地点での含有水蒸気量が分かりました。Q地点での飽和水蒸気量が分かれは、
 (含有水蒸気量)/(飽和水蒸気量)✕100
で湿度が求められますよね?
_Q地点の海抜は1000mです。
_P地点の気温は何℃ですか?
_④、何[℃]と返信して下さい。分からなければ、④分からない、と返信して下さい。

_⑤、気温が分かれば、設問文の表からQ地点の飽和水蒸気量が求められますね?
_⑤、と書いて、飽和水蒸気量を(単位を添えて)返信して下さい。分からなければ、⑤、分からない、返信して下さい。

_⑥、②・⑤から、④の式を用いて湿度が求まりますよね?
_⑥、と書いて、湿度を求める式と、四捨五入する前の湿度と、を返信して下さい。分からなければ、⑥、分からない、と返信して下さい。

ぺんぎん

_①、18[℃]、正解。
 ②、15.4[℃]、不正解。数値は合っています。聞いているのは、水蒸気量です。単位は何ですか?表に書いてあります。もう一度良く見てみましょう。
_⑦、露点と言うのは、雲が出来初める気温です。湿度が100%になったから、水蒸気(≒透明で目に見えない状態。湯気は、細かい水滴が空気中に分散している状態。即ち、雲の状態と殆ど一緒。違いは、水滴の水温と、水蒸気の気温と、が高いか、低いか、の違い。) ⑦、分かる、分からない、を返信して下さい。
_⑧、だから、雲が出来始めるR地点での水蒸気量は、飽和水蒸気量であり、且つ、含有水蒸気量。
 (R地点の含有水蒸気量)=(R地点の飽和水蒸気量)
だから、
 (R地点の湿度)=
  (R地点の含有水蒸気量)/(R地点の飽和水蒸気量)✕100
        =100[%]
⑧、分かる、分からない、を返信して下さい。

_②、の単位を直して、回答を返信し直して下さい。⑦・⑧、の返信をして下さい。
_返信を確認後、続きを書きます。

ぺんぎん

_返信遅れるのは、コメントでサッカー重視だと分かっているから良いですよ。
_但し、急いでいる訳ではない様なので、もう少し本質的な(初歩的な)お話しから始めたいと思います。

_因みに、②15.4gは間違いです。表を良く見て下さい。表に答えがあることは、前回もお話ししました。
_⑧「とういことは、雲の中の水蒸気は100%ですか?」→惜しいです。湿度が100[%]です。水蒸気が100%ですと、気体の水分子以外は存在しない、と言う意味になり、また、100%が容量%なのか、質量%なのか、に依って意味(数値)が変わって来ます。濃度が100%と言う意味になってしまうのです。

_少し、基本的な事をお話しします。
_[9]、気体とか、液体とか、容器等に合わせて自由に形を変えられる状態を流体と言います。
_流体と言うのは、なな さんが思っているよりもずっと混ざり難(にく)いのです。
_アイスコーヒーにガム・シロップを入れても、良くマドラー(掻(か)き混ぜ棒)やらストローやらでかき混ぜないと、味が均一にならないし、良くかき混ぜたつもりでも、最後の方は甘ったるくなったりしますよね?
_気体を含めた流体は、とても混ざり難いのです。
_台風が日本にやってくると、時々、温帯低気圧になってしまいますよね?それは、2種類の非常に大きな空気の塊が、ぶつかり合って、台風のぐるぐる渦巻きで混ぜても、余り混ざらなくなったら、温帯低気圧扱いになるのです。
_台風が温帯低気圧になっても、まだ凄い雨は降ってるし、風も十分強いですよね?
_あれだけ凄い力で掻き混ぜても、十分混ざらないのです。
_[9]、空気を含めた流体は、とても混ざり難い。理解出来たら、[9]、分かる、分からなければ、[9]、分からない、を返信して下さい。

_[10]、[9]で説明した様に、空気はとても混ざり難(にく)いので、山の麓から風に吹かれたりして、空気の塊が山裾を昇って行くと、形は変えても、その空気の塊とその周囲の空気とは、十数分〜数十分(或いは、数時間)はあんまり混ざらないで山裾を昇って行きます。
_さて、空気と言うのは、性能の良い断熱材ですよね?ダウンやら、羽毛布団やら、が防寒効果が高いのは、空気のおかげです。
「続く」

ぺんぎん

「つづき」
_ですから、気塊(きかい、≒空気の固まり。)が風とかに吹かれて、山裾を昇って行くと、その気塊(きかい)の周りの空気が断熱材の役割りをして、熱交換、即ち、周りの空気との温度の平均化はされないのです。
_教科書等では、シリンダーやらピストンやらに入れた空気で説明していますが、容器に入っていなくても、断熱膨張やら断熱圧縮やらになるのです。
_(後で説明しますが、断熱材に包まれる、と言う事と、保温される、と言うことは別の事です。気体自らが温度を変えるからです。)
_[10]、空気は断熱材。だから、容器に入ってなくても、断熱膨張・断熱圧縮する。理解できたら、[10]、分かる、分からなければ、[10]、分からない、を返信して下さい。
(今日はここまで。)

ぺんぎん

_②、の単位を直して、回答を返信し直して下さい。[9]・[10]、の返信をして下さい。
_返信を確認後、続きを書きます。

ぺんぎん

_②、の単位を直して、回答を返信し直して下さい。表を良く見てみましょう。

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