小学4年生の水鉄砲と注射器のセットでピストンを押すと内側がくもるのはなぜ？

4年生の理科の実験セットで水鉄砲と注射器の入ったセットがあるのですが、その水鉄砲の筒の中を少し水で閉めらせた後に空気を半分入れて先をふたで空気が逃げないようにしてからピストンでいっぱいまで引くと内部が無色透明できれいに内部が見えているのに、グッと押し縮めると内側が白くくもります。引く、押すを何度繰り返しても押したときだけ白くくもります。雲のでき方では、引いた時に気圧が下がり温度も低くなるので中の水蒸気が露点以下になりほこりなどがあると雲ができることは知っているのですが、その逆で押したときに白く内側がくもることがよく理解できません。どなたかどういう仕組みでその現象が起こっているのか教えてください。よろしくお願いします。

No.5 ベストアンサー 回答者： chiha2525-- 回答日時： 2018/05/03 12:02

たぶんだけど、圧縮されると水蒸気の密度が上がる、温度も上がるのだけど、筒のまわりは筒（外気）で冷やされるので温度が下がり、結果、水蒸気が増えた分だけ結露して曇る、みたいな感じではないかと思います。

この回答へのお礼

ありがとうございます。とても分かりやすい説明で納得しました。本当にありがとうございます。

お礼日時：2018/05/03 16:19

No.8 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/05/05 10:43

NO7さんの助教について？。

確かにその通りかもしれませんが・・・。
＞押したときだけ白くくもります
これの解決にはつながらないように思いますが・・・？。

No.7 回答者： tknakamuri 回答日時： 2018/05/04 08:10

>引く程度にもよりますが、雲はできません、

いや、これはとてもポピュラーな科学実験で私もやったことがあります。
簡単に雲が発生します。
#ー応中学の時科学部の部長していたので(^^;

飽和水蒸気量(圧ではない)は空気の体積と温度で決まり、***圧力とは無関係***。
しかも僅かな温度変化で大きく変わるので
フラスコの中を飽和状態にしておくと、小さな注射器を繋ぐ程度で雲を容易に
作れます。問題は圧力変化ではなく温度変化なのです。

またこれが空に雲が出来る原理そのものです。

No.6 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/05/03 18:37

＞ピストンを引いて体積を増やしても雲ができ

引く程度にもよりますが、雲はできません、雲は水蒸気ではなく水（水滴）です。
気体は圧力が下がれば、自身の持つ熱エネルギーを使ってでも運動エネルギーを確保します。
乱暴な言い方ですが、少しくらい温度が下がっても気体として存在する運動エネルギーの確保が先です。

No.4 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/05/03 10:28

減圧して５０°Cで沸騰して水蒸気になっている水、圧力戻して１気圧になると、その水蒸気はどうなるか？。

この回答へのお礼

液体の水になるんですね。気体に圧力をかけると液化するということと同じなんですね。ということは、ピストンを引いて体積を増やしても雲ができ、ピストンを押して体積を小さくしても雲ができると考えたらいいのでしょうか。このあたりがまだよくわからないのが少し悔しいです。
でもいろいろアドバイスしていただきありがとうございます。

お礼日時：2018/05/03 16:24

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2018/05/02 19:45

単純に断熱圧縮で計算すると、飽和水蒸気量(圧では無いことに注意)の

体積減による減少より、温度上昇による増大の方が大きく上回ってしまいます。
#空気の体積を半減させるだけで100度近く温度が上がり、
#飽和水蒸気量は5倍に跳ね上がります。

私見ですが、
温度変化が速やかに水に伝わるのか
あるいは、空気の温度が水の沸点を越えてしまうので
急激な水の補給がおきるのかも。

よくわかりません(^^;

この回答へのお礼

ありがとうございます。自分が無知なのか回答を読んでももう一つ意味がよく理解できません。もっと詳しく教えていただけませんか？

お礼日時：2018/05/02 19:54

No.2 回答者： fxq11011 回答日時： 2018/05/02 11:14

富士山頂では米がまともに炊けないとか・・・、真空での水の沸点は確か２０°C？。

＞気圧が下がり温度も低くなるので
温度が低くなる、だけなら、その通りかもしれません。

この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時：2018/05/02 19:57

No.1 回答者： doc_somday 回答日時： 2018/05/01 20:54

＞引いた時に気圧が下がり温度も低くなるので中の水蒸気が露点以下になりほこりなどがあると雲ができる

忘れた方が良いです。
今回は書かれているように、飽和水蒸気圧を超えた水分が霧になるのだけです。何の疑問もありません。

この回答へのお礼

ありがとうございます。なぜ飽和水蒸気圧を超えるのか、水分がなぜ霧になるのかがよくわかりません。ピストンを押すとどうして霧になるのかその仕組みを知りたいです。

お礼日時：2018/05/02 19:56