サイトをリニューアルしました。ミスがあればコメントください。

【中学理科】湿度の求め方と計算方法をわかりやすく解説!

湿度の計算と求め方

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
ねこ吉

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!

自己紹介

さわにい」といいます。元中学理科の教員

現在は毎月30万人が利用する理科サイトの運営者です。

登録者5万の教育YouTuberでもあります。

2022年10月には学習参考書も出版しました。

それでは、「湿度の計算」「湿度の求め方」の解説スタート!

タップできる目次

湿度とは

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?

ねこ吉

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。

湿度とは

ねこ吉

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。

ねこ吉

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

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?

ねこ吉

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。

ねこ吉

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)

ちなみに

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

ねこ吉

「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

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?

ねこ吉

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
ねこ吉

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
ねこ吉

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
湿度の計算3

湿度=100%だね。これが湿度の考え方だね。

ねこ吉

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。

湿度100%に水を加える

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

湿度の計算

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

さわにいは、登録者5万人のYouTuberです。

中学の成績を上げたい人は、ぜひYouTubeも見てみてね!

また、2022年10月に学習参考書も出版しました。よろしくお願いします。

他のページも見たい人はトップページへどうぞ。

ねこ吉

またねー

よかったらシェアしてね!
  • URLをコピーしました!
  • URLをコピーしました!

この記事を書いた人

東京を拠点に活動する教育フリーランス  専門は理科教育学  所持教員免許は中学と高校の理科  

理科の教材や学習法を研究中!
さまざまな出版社の理科教材や解説を作成してます。

ツイッターでは理科のポイントや勉強の仕方、さわにいの考えを発信しています。

youtubeは2020年から勉強に役立つ理科動画を配信開始!ぜひ見てみてね☆

コメント

コメントする

CAPTCHA


タップできる目次