雲をつくる実験

中学2年生理科の雲をつくる実験について質問です。
フラスコにピストンをつないで雲をつくる実験で、どうして少量の水を入れるのかが分かりません。
「フラスコ内の水蒸気量を増やすため」と教科書に書いてあるのですが、入れた水はいつ水蒸気に変わるのでしょうか??

No.5 ベストアンサー 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2013/04/29 08:56

水蒸気は常に存在していますよ!!

・・・減圧したからじゃありません・・・
ひょっとして「水は100℃で沸騰して水蒸気になる」---と誤解しているのでは？
冬の寒い日でも洗濯物は乾きますよ。
★水は沸点以下でも水蒸気になります。沸点とは水上気圧が大気圧と同じになる温度です。
　^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
水の液体（固体も）でも、常に水蒸気になっているのです。

　　水蒸気
　／　　　＼
氷　－－　液体　　　冷蔵庫の氷はどんどん痩せていくでしょ!!

　は常に起きているのです。

　小学校か中学校で習っているはずですが、露が出来る露点は、空気中に含まれている水蒸気の量(割合)を越えると、水滴(液体の水)になってしまいます。

　ビーカー内の空気は、水蒸気で飽和していないので、水を入れて振り回すことで飽和になるのです。
　そのビーカーを冷やせば結露(水滴)します。冷たいガラスコップを湿度の高い日に外においておけば水滴が付く。

　ピストンをつないでの実験と言うことは、減圧による温度低下による結露を試すという事です。

この回答へのお礼

回答者様が仰るように、水は100℃で沸騰して水蒸気になると勘違いしていました。
洗濯物の例を示して頂いて勘違いに気づきました。
詳しいご説明をありがとうございます。
ずっと分からなかった疑問がやっと解決できました(´∀｀)
ありがとうございました!

お礼日時：2013/04/29 19:14

No.4 回答者： j-mayol 回答日時： 2013/04/28 22:06

本来は水ではなく、ぬるま湯が適切なのです。

ピストンによって気圧を下げ、フラスコ内の空気の温度を下げることで飽和に達するようにするわけですが、そのためにはなるべく湿度の高い空気を準備する必要があります。なぜならフラスコ内の気圧変化による温度変化程度の大きさで飽和に達する必要があるからです。水蒸気量が少ないと飽和に達せず実験は失敗します。
洗濯物の乾燥でも分かるように、水は沸点に達しなくとも蒸発（水蒸気に変化）します。フラスコ内に水を入れることでフラスコ内の空気の水蒸気量をあらかじめ増やしておくのです。ところが、温度の低い水だと水蒸気になりにくいので、できればぬるま湯を入れたほうがよいということになるのですね。
ですから水蒸気になるのはフラスコ内に水を入れたときからというのが正解です。

この回答へのお礼

詳しい説明ありがとうございます!
納得できました(*゜▽゜*)
回答ありがとうございました。

お礼日時：2013/04/29 19:11

No.3 回答者： Nebusoku3 回答日時： 2013/04/28 21:03

No1さんが非常に勘案明瞭に回答されているので補足として回答します。

まず雲とは何か：
細かい水滴の集まりですね。これをフラスコ内で再現するには　「水」　が必要です。　フラスコ内には水蒸気がもちろん元々ありますが、雲を　再現するには　十分な　量ではありません。
その為に、少量の水を入れて　実験の結果がはっきり見えるようにするのです。

ではいったいいつ水が水蒸気に変わるのか：
既に習ったかもしれませんが水の　沸点（盛んに水蒸気になる温度）　は　１気圧（一般に生活している空気の圧力）で　１００℃　ですね。　普通の気圧では　１００℃まで　熱しないと人工的には水蒸気になりません。（自然蒸発などもありますが速度が遅いため実験に向きません。）
水が水蒸気になる為の手助けをしているのが　「ピストン」　です。
水は　周囲の空気圧が　下がれば　沸点が下がる性質を持っています。
空気圧をピストンを使って　急激に下げることで　水の沸騰する　点を　今、実験中の温度でも出来るようになります。
つまり、ピストンで　空気圧を　下げ　、その為に水が　沸騰し、　水蒸気になるのですね。
疑問を持つことはいいことです。では又。

この回答へのお礼

気圧が下がると沸点が下がる性質があるんですか!
知りませんでした。
いい勉強をさせて頂きました^^*
詳しい説明ありがとうございました。

お礼日時：2013/04/29 19:10

No.2 回答者： jaham 回答日時： 2013/04/28 20:28

理科は丸暗記で対応しようとしても行詰ります

風呂場で　ガラスに水滴が着くとか、冬　灯油ファンヒータで暖房すると窓のガラスに水滴が着くとかを　意識していれば氷解する疑問です

物事の一つ一つを　全く関係の無いことと受け取るか　それらの共通することを見いだして関連を推測するか　その違いは途轍もなく大きいです

物事に共通する要素を見つけ出し、その関連性の仮説を立てることは科学的論理的発想の基本です
水と水蒸気の関係に思いを巡らすことです

No.1 回答者： AVENGER 回答日時： 2013/04/28 19:45

＞入れた水はいつ水蒸気に変わるのでしょうか??

減圧した瞬間。

この回答へのお礼

回答ありがとうございました。

お礼日時：2013/04/29 19:08