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【中学理科】湿度の求め方と計算方法をわかりやすく解説!

このページでは中学理科で学習する

 

  • ① 湿度とは何か
  • ② 湿度のイメージ
  • ③ 湿度の計算

 

について解説していくよ!この内容は中学2年での学習内容だね。

湿度の公式とは、次のようなものだったね。

 

湿度を求める公式

 

まったく意味がわからない…。

始めはそうだよね。1つずつ詳しく説明するから大丈夫。

中学理科に必要な知識はこのページを見ればバッチリだよ!


 

みなさんこんにちは!さわにいと言います!
元教員で、このサイトをつくっています。
元中学理科教員。現在は登録者20000人をこえる教育YouTuberで、
毎月20万人が使うこのサイトをつくっています。
それでは、「湿度の計算」「湿度の求め方」の解説スタート!

 


 

1. 湿度とは

① 湿度のイメージ

 

さて、まず始めに「湿度のイメージ」を簡単につかんでおこう。

湿度は%(パーセント)で表すよ。0%〜100%まであるんだね。

ねこ吉。湿度100%って、どんなイメージ?

 

湿度100%?それはヤバいよね。
プールみたいな水中とかかな?
そのように勘違かんちがいしてしまう人も多いよね。実は湿度100%なんて、よくあることなんだよ。
雨の日とか、霧が出ているような日、お風呂に入っている時のお風呂場などは湿度が100%になっていることも多いんだよ。

湿度100%というのは、全くめずらしくないんだね。

湿度100%というのはプールの中でもなんでもなく、人は普通に生活できるから覚えておいてね。

② 湿度とは

湿度100%でも普通に生活できるんだね。
でもイマイチ湿度がどんなものかわからないなあ。
難しく考えなくて大丈夫。
空気中に水蒸気が増えると湿度が増える。ただそれだけなんだよ!

ここで一度、「水と水蒸気の違い」を說明しておくね。

これはとても大切だよ。

 水とは液体のこと

水

 水蒸気は水が気体になったもの

水蒸気

のことだね。

そんなの知ってるよ!
うん。でも水と水蒸気の違いは難しいんだよ。
ではねこ吉。
きり
霧の写真
とか、湯気ゆげ
湯気の写真
は水と水蒸気のどちらかわかるかな?
ええと…。どっちかな?
これらはどちらも「なんだ。
ポイントは「水蒸気は目に見えないけど、水は目に見える」ことなんだ。
霧や湯気は目に見えるでしょう。
だけど、水たまり
水たまり
が蒸発して水蒸気になると、もう目に見えないね。
このように「水蒸気は目に見えないけど、水は目に見える」これが水と水蒸気のわかりやすい違いなんだね。
水と水蒸気の違いはわかったよ。
でも、湿度が何なのかはまだわからない。

では次の話に進もう。
例として、ここに水蒸気が全く入っていない気温25℃で大きさ1m3の箱があったとしよう。
 25℃での1立方メートルの箱
(水色の丸は水蒸気が入っていないことをあらわす)

大きさ1m3とは、縦、横、高さがそれぞれ1mの大きさだね。

1立方メートルの箱

 

「水蒸気が入っていない」と言われても、目に見えないからイメージしにくいね。
そうだね。湿度の勉強の難しいところだね。まあ難しく考えず、水蒸気が入っていない箱があると考えてね。
さて、ここでもう一つ大切なこと。空気中に入ることができる水蒸気の量には限界がある
ということなんだ。これを飽和水蒸気量ほうわすいじょうきりょうというよ。

 

飽和水蒸気量

1m3の空気中に含むことができる水蒸気量の最大量

のこと

詳しくはこちら

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飽和水蒸気量
この飽和水蒸気量(水蒸気が入れる限界)は、気温によって変化するんだ。
ここでの気温は25℃だったね。25℃での飽和水蒸気量は約23gなんだ!
 表で見るとこんな感じ
25℃の湿度の表
 グラフで見るとこんな感じ
25℃の飽和水蒸気量のグラフ
つまり、気温25℃のこの箱には、最大で23gの水が水蒸気になれるんだね。
25℃での1立方メートルの箱

話を続けるね。
この水蒸気が全く入っていない、気温25℃の箱の中に11.5gの水をこぼしたとしよう。
11.5gの水をこぼした
時間がたつと、この水はどうなるかな?
蒸発して、目に見えない水蒸気になるよ!
その通り。23gまで水蒸気は入れるから、11.5gの水はすべて蒸発して水蒸気になるね。
気温25℃で湿度50%の箱
(青の丸は水蒸気)
このようになり、
最大で入れる水蒸気量(飽和水蒸気量)は23gなのに対して、
11.5gの水蒸気が入っていることになるね。
グラフにすると↓のような感じ。
25℃の飽和水蒸気量のグラフ2
うん。ちょうど半分入っているね。
この状態を「湿度50%」というんだ。
湿度50%
水蒸気が入れる限界の(飽和水蒸気量の)ちょうど半分入っているから、湿度50%なんだね。

これを公式で見てみよう。
飽和水蒸気量が23gで
(実際に入っている)水蒸気量が11.5gだね。
湿度を求める公式
湿度を求める公式
にあてはめると
湿度の計算1
となるね。これを計算して
湿度の計算2
湿度=50
湿度は50%とわかるんだね!

次に湿度が100%になる場合を見てみよう。
同じように、気温25℃で考えるよ。
25℃での1立方メートルの箱
25℃の飽和水蒸気量は23gだったね。
つまり、23gの水が水蒸気になれるんだね。
25℃の飽和水蒸気量のグラフ
では今度は、さっきの倍の23gの水をこぼしてみよう。

23gの水をこぼした

これらが全て水蒸気になると、下の図のようになるね。

気温25℃で湿度50%の箱

 

水蒸気が入れる限界まで入っているね!
うん。グラフで表すとこのような感じだね。
25℃の飽和水蒸気量のグラフ3
入れる限界まで水蒸気が入っているから、湿度が100%なんだね。

公式で表すとこのようになるよ。

湿度を求める公式

湿度=100%だね。これが湿度の考え方だね。

 


 

水蒸気が増えれば湿度が増えるんだね。
でも先生、湿度100%でさらに水が増えるとどうなるの?
このような場合だね。

このような場合は、水がこれ以上水蒸気にならないから、こぼれた水は蒸発できないよ。

蒸発しようとしてもできないから、日常生活の場合はつゆとして葉についたり

葉についた露

きりとして空気中に浮かぶんだよ。
(霧は水蒸気ではなくて、水が空気中に浮かんでいるんだね。(目に見えるもんね))

霧の写真

 


2. 湿度の計算

① 湿度の計算問題

では湿度の計算問題を例題として解きながら考えていこう。

(1) 気温26℃で1m3中の水蒸気量が8.5gの空気の湿度

を求めてみよう。

飽和水蒸気量の表2

 

湿度を求める公式は

湿度を求める公式

だったね。

まずは空気中に含まれている水蒸気の量を考えよう。

これは問題文にあるとおり、8.5gだね。

水蒸気量は8.5g

次には飽和水蒸気量を求めてみよう。飽和水蒸気量は表やグラフから求めることが多いよ。

この問題では表が与えられていて、26℃の飽和水蒸気量は24.4g/m3とわかるね。

26℃の飽和水蒸気量 湿度の計算5

これを計算すると

34.83606…

となり、湿度は約35%とわかるんだね!

 

 


これで湿度の計算の解説を終わるね。
このサイトでは、中学理科の解説をしているから、いろいろなページをぜひ見てみてね!

飽和水蒸気量の学習はここから

雲のでき方の学習はここから

 

 


 

またねー