Question

桃

9時のときに、空気に含まれる水蒸気は１m3あたり何グラムか答える問題で、
答えが21.9なんですけどなぜですか？24.2じゃない理由も教えてほしいです。
お願いします。

じょじょ
風通しの良い部屋で換気をしながら, 図1のように熱を伝えやすい金属製のコップに室温と
同じ温度の水を入れ, 氷の入った大型試験管によって水温を徐々に下げた。 しばらくすると
コップの表面がくもりはじめた。 このときの室温と水温を表に記録し, 同じ操作を1時間ごと
にくり返した。 なお, コップの表面の温度は水温と等しいものとする。
ほうわ
図2は気温と飽和水蒸気量の関係を表したものである。
図 1
図2
36
大型試験管
温度計
金属製の
コップ
氷
セロハン
テープ
32
空気1m中の水蒸気量(g
飽和水蒸気量
28
24
20
24
26
28
30
32
気温[℃]
表
時刻 〔時〕 9
10
11 12
13 14 15
16
17
室温 [℃]
25.9 26.7 27.8 29.1 29.7 30.7 31.3 32.5 30.0
水温 [℃]
24.1 24.7 25.2 24.9 25.0 25.1 24.2 24.0 24.6

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

ジンくん

9時のときに空気に含まれる水蒸気が1m3あたり何グラムかを求める問題で、答えが21.9gになる理由を解説します。
問題文の整理
* 知りたいこと: 9時のときに空気に含まれる水蒸気量 (1m3あたり何グラムか)
* 与えられている情報:
* 図2: 気温と飽和水蒸気量の関係
* 表: 各時刻の室温と水温の記録
考え方
* 飽和水蒸気量: ある気温のときに、空気中に含むことができる最大の水蒸気量 (飽和水蒸気量) は、図2のグラフから読み取ることができます。
* 水蒸気量: 実際に空気中に含まれている水蒸気量は、気温と湿度から求めることができます。
* 9時の場合: 9時の室温は25.9℃です。このときの飽和水蒸気量を図2から読み取り、9時の水温(24.1℃)における水蒸気量を求めます。
計算
* 9時の室温(25.9℃)の飽和水蒸気量: 図2のグラフから、25.9℃の飽和水蒸気量は約24g/m3であることがわかります。
* 9時の水温(24.1℃)の飽和水蒸気量: 同様に、24.1℃の飽和水蒸気量は約22g/m3です。
* 9時の水蒸気量:
* コップの表面がくもり始めたということは、コップの表面温度(水温)が露点に達したことを意味します。
* 露点とは、空気中の水蒸気が凝結し始める温度のことです。
* つまり、9時の水温(24.1℃)における飽和水蒸気量が、9時の空気中に実際に含まれている水蒸気量と考えることができます。
* したがって、9時の空気に含まれる水蒸気量は約22g/m3となります。
なぜ24.2g/m3ではないのか
24.2g/m3は、9時の室温(25.9℃)における飽和水蒸気量です。
しかし、実際に空気中に含まれる水蒸気量は、飽和水蒸気量よりも少ない場合があります。
今回の問題では、コップの表面がくもり始めた(露点に達した)ときの水温から、実際に空気中に含まれる水蒸気量を推定しています。
答え
9時のときに空気に含まれる水蒸気量は、約22g/m3です。
問題文の解答が21.9gとなっているのは、グラフの読み取り誤差や計算の都合によるものと考えられます。