飽和水蒸気量

一般小学生

まとめ

  • ある気温空気1立方メートルの中に、水蒸気として含むことができる最大限の質量(g/m³)のこと。
  • 気温が上昇するほど飽和蒸気量は大きくなり、気温が低下するほど小さくなる。
  • 実際の水蒸気量が飽和水蒸気量に達したときの温度を「露点」と呼び、これ以下の温度では水蒸気が凝結して水滴となる。

解説

飽和水蒸気量は、空気の温度(気温)によって一義的に定まる物理量です。気温が高いほど空気分子の運動が活発になり、より多くの水蒸気を保持できるようになります。湿度は、その時の気温における飽和水蒸気量に対して、実際に含まれている水蒸気量が何パーセントにあたるかを計算したものです。

晴天の日には、昼間に気温が上がると飽和水蒸気量が増大するため、空気中の水蒸気量が一定であれば湿度は下がります。このように気温と湿度は逆相関のグラフを描くのが一般的です。一方で、雨の日は一日を通して空気が水蒸気で満たされているため、飽和水蒸気量に近い状態が続き、湿度の変化は少なくなります。

コラム

湿度の測定には「乾湿球湿度計」がよく用いられます。これは、水が蒸発する際に周囲の熱を奪う「気化熱」の原理を利用したものです。湿球のまわりの水が蒸発すると温度が下がるため、乾球と湿球の温度差が生じます。空気が乾燥しているほど蒸発が盛んになり温度差が大きくなるため、この差を湿度表に当てはめて湿度を算出します。

例えば、乾球が26℃で湿球が23℃の場合、その差は3.0℃となります。湿度表の交点を確認すると、湿度は76%であると導き出すことができます。また、露点を知ることで、その空気がどれだけ冷却されると結露が始まるかを予測することが可能です。

小学生のみなさんへ

空気の中には、目に見えない「水蒸気」という形で水分が含まれています。しかし、空気の中に含めることができる水蒸気の量には、温度によって限界げんかいがあります。この、ある温度の空気1立方メートルの中に含むことができる、水蒸気の最大の重さのことを「飽和ほうわ水蒸気量」といいます。

この量は気温によって決まっていて、気温が高くなるほど、空気はたくさんの水蒸気を持つことができます。反対に、気温が下がると、空気の中にいられる水蒸気の量は少なくなります。冷たい飲み物を入れたコップのまわりに水滴がつくのは、コップの近くの空気が冷やされて、水蒸気が飽和ほうわ水蒸気量を超えてしまい、入りきらなくなった分が水滴となって出てくるからです。

ルラスタコラム

冬の寒い日に窓ガラスに水滴がつく「結露」も、この飽和水蒸気量が関係しています。外の寒さで冷やされた窓ぎわの空気は、持てる水蒸気の量がぐんと減ってしまうため、あふれた水蒸気が水滴に変わるのです。お家の中の湿度を調節することで、結露を防ぐことができますよ。

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