お湯を入れた容器の上部に氷をのせて、やってみたのですが、うまく発生しません。うまくいくやり方をお知りの方教えてください。
これは、飽和水蒸気量・露点の授業のところで使おうと思っていました。
この他で、飽和水蒸気量・露点と天気を関係させた実験をお知りの方も教えてください。

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A 回答 (2件)

断熱膨張を使うなら、ペットボトルロケットの中は霧だらけになります。

ボン、と一瞬で気圧が下がりますから。(煙を入れてなくても)

最初の実験で、お湯と氷の距離が近すぎたのではないでしょうか。充分に水蒸気を発生させたのを、冷却器に導く。ペットボトルなら、温かい容器と冷たい容器をチューブでつなぐ、とかしてみれば?
(ワットの蒸気機関で、ボイラーと冷却器を離したのがポイントでした。)
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検索した結果です。



「信州大学教育学部理科教育研究室」さん
”気象教育”→”気温と飽和水蒸気量の関係を調べる実習教材の開発”

「天気」(豊田市立末野原中学校)さん
”2・湿度と雲”→”雲のでき方”→”断熱膨張”または”雲を作ろう”

*雲(霧)を作るのに核が必要で線香の煙を使っています。

参考にして下さい。

参考URL:http://cert.shinshu-u.ac.jp/facul/sci/sakaki/sak …
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Q飽和水蒸気量を一度刻みで知りたい

各温度における飽和水蒸気量を小数第1位までぐらいで一度刻みで知りたいです。できれば10度から35度ぐらいまで。もっとあればなお嬉しいです。あるいは有効数字3桁程度の近似式でもいいです。webにあればそれを教えていただければと思います。宜しくお願いします。

Aベストアンサー

下記サイトを
   

参考URL:http://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/kukichunosuijoki.htm#空気が含むことができる水蒸気

Q飽和水蒸気量って?

飽和水蒸気量についての質問です。
いちおうは「飽和水蒸気量」というものは知っています。自分の理解は、
・空気中に含むことができる水分には限界がある。
・気温(気圧)によって、その含有量は変化する。
・気温が上がれば含むことができる水分量は増え、気温が下がれば減少する。
という具合なんですが、なぜ飽和してしまうのか、なぜ気温により変化するのかといったことがわかりません。空気中で何かしらの変化がおきているからでしょうか。どなたか教えてください。

Aベストアンサー

空気中に微小の水の塊を考えてください。
結露の限界の様な水滴です。
この表面では固まりにぶつかりくっつく水分子と
その水から熱運動で飛び出す水分子があります。

熱運動が強ければ、つまり気温が高ければ、
飛び出す分子の数がくっつく分子の数を上回り、
最終的にその水滴はなくなります。

これに対し、温度が低ければ、十分に大きな水滴となって、
空気中に存在できなくなります。

ということで、「空気中に熱運動で存在できる水のクラスターの大きさに上限があるから」というのが単純化した答えじゃないかと思います。

てなことを考えると、蒸気が飽和した気体の中に微粉末などを入れると、
凝集し、気体が乾燥するかもしれないですねぇ・・・
良く知らないですけど。(^^;

Q飽和水蒸気量について

素朴な疑問です。
飽和水蒸気量において、温度によって変動する原理を教えて頂きたいと思います。
まず飽和水蒸気量は温度が高くなると多くなり、一方温度が低くなると少なくなる。これは分子レベルで考えると窒素、酸素、二酸化炭素、水等のある運動量をもって動いている状態で、温度が高くなるとその運動量は増加し、また温度が低くなると運動量は減少する。ここで、水の極性による影響と運動量によって空気の水分量は決定されると考えました。基本的に水は極性で、水分子は凝集し、多くの分子として存在している。この状態が過飽和状態?。
水の結合力と運動量(せん断力?)によって飽和水蒸気量が決定されるという考え方は正しいのでしょうか?

Aベストアンサー

>水の入ったビーカーに暖かい空気を当てると、表面の水が温められて、蒸気圧が上がって、気化する。空気の湿度が上がる。最終的に液体と気体の平衡状態になった時が湿度100%になる。

前提があります。
1.空気の量が限られている。
つまり外部に開いている空間はいつまで経っても飽和蒸気圧に達しない。
部屋等なら下記条件を満たせば飽和に達する。
2.水の量が十分ある。
平衡には「水」と「水蒸気」の両方が常に存在するすることが必要です。部屋が大きすぎて水が乾いてしまうと当然飽和にはなりません。
3.時間が充分長い。
平衡の成立は反応速度に対して反応時間が充分長いことが前提になります。
時々「遅い平衡」「速い平衡」という言葉を使いますが、本来の定義から行くと「自己矛盾」した表現です。

Q凝縮水と飽和水蒸気圧力

(1)飽和水蒸気圧は(全圧?)かけらてる圧力によって変わりますか。

(2)たとえば大気圧が二倍になっても水蒸気圧は変わりませんか。また飽和水蒸気圧ではない水蒸気圧という概念がありますか。


(3)コンプレッサーの話みたいですが(私は機械ではなく水蒸気圧に関心があります)。

「圧力による飽和水蒸気量」というグラフが(ドレン|三井精機工業株式会社の)サイトで見られます。
「飽和水蒸気量は温度が高くなると増加し圧力の上昇に伴い減少する。」
と前説して「凝縮水」の話題になります。

上記サイトのその表現はかなり不正確でしょうか。であれば校正してください。この会社独自のものではないと思われるので本件は業界的なんでしょうか。私には何が正解か分かりませんので疑問になりました。

(4)凝縮水とは何ですか。因みに私はコンプレッサーという代物が何かほぼ分かりません。


答えたいところだけで構いませんので、ご教授よろしくお願いします。

Aベストアンサー

No.7 追
う~ん。
> 飽和水蒸気量は温度が高くなると増加し、圧力の上昇に伴い減少する。
という表現は紛らわしいですね。
『飽和水蒸気量は圧力一定の場合は温度の上昇に伴って増加し、温度一定の場合は圧力の上昇に伴って減少する』という表現が分かりやすいでしょう。
質問のドレンの説明ページでは「一定量の空気の圧力を上げる」ケースではなく、「水蒸気を含む空気を沢山集めてきて圧縮する」ケースを説明しており、「集まりすぎて空中に溶けていられなくなった余分」が凝縮してドレン排出されるということを説明しているのですよねー。
先の回答であげた説明で言うと、体育館の中で子供達が走り回っているところに、さらに「外にいた子供達」を追加するケースです。

> 圧力をかけた場合、(温度上昇して)、温度が下がらないから、過飽和は絶対に成立しないのでしょうか。
そうです。
一定量の空気の体積を小さくしても(圧縮)、その際に生じる熱を外部に出さなければ凝縮は起きません。
『湿度120%』なんて事はおきないと思って下さい。

> 原典のサイトはその熱が放出された後の!凝縮水という状態変化ですよね。
> 圧力で凝縮水ではありませんよね。その放熱を除く記述はやはり良くないですね。
> でないと色んな知識がつながりません。
機械を扱う上では計算式に当てはめるだけの知識でもとりあえず支障はないわけですけど、少なくとも学生向けの説明資料としては向かないですね。あの説明で理解できる人には、あのページの説明自体が不要ではないでしょうか(^^;

> 原典のグラフの縦軸は「1気圧における1m^3あたりの飽和水蒸気圧」のような感じ
No。「飽和水蒸気圧」は圧力(単位はkgf/cm^2やPaなど)ですよ?
グラフ縦軸は1気圧1m^3(かつ湿度100%)の空気が含んでいる水蒸気の量(重さ:g)を示しています。
つまり1m立法の空間にどれだけの水分があるか、ですね。
グラフタイトルに『圧力による飽和水蒸気量の変化』と書いてありますよね。各温度・圧力において、空気1立法メートル中に含まれる水分量がどれだけかを見る「早見表」として使うものです。
圧縮機を扱う人は、あのように整理した「早見表」から空中の水分量を見て取って、それを計算式に当てはめるだけで圧縮した場合にどれだけの水が排出去れるかを知ることが出来る、というわけです。

例えばこの「早見表グラフ」を使えば、
40℃で圧力6kgf/cm^2Gの空気は、最大52gの水分を水蒸気として含むことが出来る。
同じく0℃で圧力6kgf/cm^2Gの空気は最大4.9gの水分を水蒸気として含むことができる。
ということが読み取れます。

だから湿度100%で温度40℃、圧力6kgf/cm^2Gの空気を密閉容器に入れて、圧力6kgf/cm^2Gを保ったまま0℃まで冷やすと、その差(52g-4.9g=47.1g)の水蒸気が水になって出てくるということが分かる。

※ちなみにグラフ横軸単位のGは「ゲージ圧(大気圧との差)」を示す記号。1atmは0kgf/cm^2Gです。それと、左に「1気圧下での飽和水蒸気量」という表が付いてますよね。この表はちゃんと温度が変数になっています。

> 飽和水蒸気量や飽和水蒸気圧は、温度だけで決まる、は間違いという事ですか。
> 温度変数をやめて他の変数では無理という意味ですよね。
飽和水蒸気量や飽和水蒸気圧は、温度だけで決まると言っていいです。
厳密には他のファクターもあるのですが、それによる「誤差」は極めて僅かですから、実用上何の支障もなく無視できます。

参考URL:http://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/kukichunosuijoki.htm

No.7 追
う~ん。
> 飽和水蒸気量は温度が高くなると増加し、圧力の上昇に伴い減少する。
という表現は紛らわしいですね。
『飽和水蒸気量は圧力一定の場合は温度の上昇に伴って増加し、温度一定の場合は圧力の上昇に伴って減少する』という表現が分かりやすいでしょう。
質問のドレンの説明ページでは「一定量の空気の圧力を上げる」ケースではなく、「水蒸気を含む空気を沢山集めてきて圧縮する」ケースを説明しており、「集まりすぎて空中に溶けていられなくなった余分」が凝縮してドレン排出されるというこ...続きを読む

Q水蒸気圧が飽和水蒸気圧に達していない時の水の状態について

空気中の水蒸気圧(Pw)が飽和水蒸気圧(Psat)を上回る時(Pw-Psat>0)、
水の凝縮が起こることは分かります。それに伴い、潜熱が生じることが考えられ、潜熱の大きさは、Pw-Psat に何らかの係数をかけることにより、計算することができるということは予想されます。
それに対し、Pw-Psat<0 の時、相変化は起こらないため、潜熱を計算することはできないと思います。それでは、Pw-Psat<0の物理的な意味とは何なのでしょうか?Pw-Psat<0の時、大気中の水はどのような状態にあるのでしょうか?
もし、分かる方がいましたら、教えていただきたいのです。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

具体例で考えて見ましょう。

大気開放下では、飽和蒸気圧は約100kPaですね。つまり水の温度を上げていって、100℃になれば、飽和蒸気圧と水蒸気圧が等しくなり(Pw-Psat=0)、この状態が沸騰状態ですね。

100℃以下の温度の水は日常生活でよく目にしますが、
この状態はPw-Psat<0ですね。このときには何が起こっているのでしょう?

洗濯物が乾くことから考えても、どんどん蒸発が起こっていることがわかります。このとき大気中の水は水蒸気の状態で存在しています。


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