一般小学生
まとめ
【定義】
水蒸気とは、水が気体となった状態を指す。無色かつ透明で、目には見えない不可視の物質である。液体の水が表面から気化する「蒸発」や、内部からも気化が始まる「沸騰」を通じて生成される。
まとめ
水は加熱によって温度が上昇し、100℃に達すると内部からも気化する沸騰が始まる。水は固体（氷）になると体積が増加するという、他の物質には少ない特異な性質を持つ。また、大気中の水蒸気量は光の散乱に影響を与え、秋に空が深く澄んで見えるのは、湿度が下がり水蒸気や塵による散乱が抑えられるためである。
解説
物質の三態変化において、水が液体から気体へと変化する現象を気化と呼ぶ。沸騰は標準気圧下において100℃で発生し、この過程では加熱を続けても水温は一定に保たれる。水の物理的特性として顕著なのは、凝固時の体積変化である。一般的な物質は液体から固体になると体積が減少するが、水は結晶構造の隙間により、氷になると体積が増加する。この性質のため、寒冷地では水道管内の水が凍結して膨張し、管が破裂することを防ぐために水を流し続けるといった生活の知恵が用いられる。さらに、水蒸気は大気の光学的現象とも密接に関係している。太陽光が大気中の分子や微細な粒子に衝突して四方に広がる現象を「散乱」と呼び、特に波長の短い青い光は散乱しやすい（レイリー散乱）。秋の空が他の季節より高く、澄んで見えるのは、移動性高気圧の影響で空気中の水蒸気量や塵が減少し、可視光の余計な散乱が抑制されることで、より純粋な色彩が観測者に届くためである。
小学生のみなさんへ
空気の中には、目に見えない「水じょうき」が含まれています。水じょうきは、冷やされると小さな水のつぶや氷のつぶに変わり、それが集まって「雲」になります。富士山の上に丸い雲がかかると「雨がふる」と言い伝えられていますが、これは山をのぼる空気が冷えて雲ができるためで、あたたかくてしめった空気がやってきている証拠なのです。空気は100メートル高くなるごとに、温度が約1度下がります。高い山の上で空気が冷やされることで、目に見えなかった水じょうきが雲のすがたになってあらわれるのです。
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