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「空気が乾燥していると昇華によって落下中の雪片表面が冷却される効果が大きい」と気象予報士の解説がありますが、この意味がよくわかりません。
 雪片が融解する際に周囲の空気を冷やし、代わりに雪片は温度が上昇して溶けると思うんですけれども「雪片表面が冷却される効果」の解説と整合が取れていないと思います。
 また、空気の湿潤状態によって、雪か雨になるメカニズムがよく分かりません。
 すいません解説よろしくお願いします。

A 回答 (4件)

フリーズドドライ乾燥法と言うのがあります。


コーヒーの抽出液を高さのある真空塔へ放出して、最初は蒸発熱で冷やされて氷粒になって、更に昇華熱で冷やされながらコーヒーの成分だけを安定に
取り出す方法です。
「空気が乾燥していると落下中の雪片表面雰囲気が速く更新されて昇華によって冷却される効果が大きい」と言いたかったのではありませんか?
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氷晶(雪片)が落下してくると周囲の空気によって暖められ0℃より高くなると融解します。

ところが、空気が乾燥しているときには昇華によって潜熱が奪われ温度が下がり0℃以上になりにくいので融解しないという話です。潜熱(気化熱)、融解熱は空気ではなく氷晶から奪っていきます。結局、乾燥していると雨滴にならずにそのまま消えてなくなる、あるいは小さくなって落ちてくるというだけです。
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「潜熱」というのがある。



水蒸気は、ミクロで見ると個々の水分子が高速で飛び交っている状態である。
その運動量を獲得するために、水は蒸発するとき周囲から熱を奪う。
奪った熱は運動エネルギーに変換され、熱としては感じられなくなる。
だから「潜」熱。

さらに、そうした熱の移動は「気化熱」と言い、周りの物体の温度の低下として観測される。
水を肌に塗ると冷たく感じるし、アルコールも気化するので肌から熱を奪う。

湿潤なら水蒸気量は飽和に近く蒸発も昇華もあまりしない。
乾燥だと新たに水蒸気が入れる余地が多く蒸発も昇華も盛んになる。
蒸発・昇華が盛んだと気化熱も大きくなるが、蒸発・昇華があまり行われないと気化熱による冷却も行われない。
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どのような状況の説明かは分かりませんが、雪(=氷)も直接気化します。

この現象を昇華と呼びますが、当然固体の温度は下がることになります。
また、周囲の温度が融点よりも高ければ周囲から熱を奪って融解し、空気を冷やすことも納得いきますよね。
この2つの全く別の現象に整合性は必要でしょうか。あえて区別するなら、周囲の温度が融点より高いか低いかの差ではないでしょうか。
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