中学理科 科学

写真の問題で、
実験を始める前の1立方メートルあたりの水蒸気量と、露点
実験の前後での湿度は何％上昇したか（実験前後の湿度をそれぞれ小数第1位を四捨五入して整数で求め、その差から求めよ）を教えてほしいです。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2024/09/12 20:46

変ちくりんな問題です。

部屋全体が 19℃ で、15℃ の水の入ったコップがくもり始めたからといって、そのときの部屋全体の水蒸気量や相対湿度は分かりません。
局所的に起こっていることから、全体を推定することはできません。

そうはいっても、「温度と飽和水蒸気量」を学ぶための「単なる練習問題」と割り切って答えます。

やかんから 580 g の水が蒸発して、15℃ のコップでくもり（水蒸気の凝縮）が起こったのだから、そのときに部屋全体の水蒸気量が「15℃ の飽和状態に相当する水蒸気量」になったと解釈しろということなのでしょう。

15℃ の水飽和蒸気量での部屋全体の水蒸気量は、
　12.9 [g/m^3] × 200 [m^3] = 2580 [g]　　　　①
やかんからの水蒸気量を除いたもともとの水蒸気量は
　2580 [g] - 580 [g] = 2000 [g]
1 m^3 あたりの量は
　2000 [g] / 200 [m^3] = 10.0 [g/m^3]　　　　②
　　←これが「実験を始める前の1立方メートルあたりの水蒸気量」

「露点」とは、その水蒸気量が「飽和状態になって水滴（露）ができ始める温度」なので、
②の水蒸気量が「飽和水蒸気量」になる温度は、表より「11℃ 」。
　　←これが「実験を始める前の露点」

実験前の相対湿度は②と「18℃ の飽和水蒸気量」との比で
　10.0 [g/m^3] / 15.4 [g/m^3] = 0.6493･･･ ≒ 0.65 = 65%

19℃ の部屋の中には①の水蒸気量があるので、1 m^3 あたりに換算して
　2580 [g] / 200 [m^3] = 12.9 [g/m^3]
従って、その相対湿度は「19℃ の飽和水蒸気量」との比で
　12.9 [g/m^3] / 16.3 [g/m^3] = 0.7914･･･ ≒ 0.79 = 79%

よって、相対湿度の上昇は
　79% - 65% = 14%