【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

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。

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！

それでは、「湿度の計算」「湿度の求め方」の解説スタート！

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？

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

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

水蒸気は水が気体になったもの

のことだね。

うん。でも水と水蒸気の違いは難しいんだよ。

ではねこ吉。

霧きり

とか、湯気ゆげ

は水と水蒸気のどちらかわかるかな？

これらはどちらも「水」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

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。

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。

(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。

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

グラフで見るとこんな感じ

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。

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。

時間がたつと、この水はどうなるかな？

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。

(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。

この状態を「湿度50%」というんだ。

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

にあてはめると

となるね。これを計算して

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℃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。

では今度は、さっきの倍の23gの水をこぼしてみよう。

これらが全て水蒸気になると、下の図のようになるね。

うん。グラフで表すとこのような感じだね。

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＝100%だね。これが湿度の考え方だね。

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、日常生活の場合は露つゆとして葉についたり

霧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))

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。

湿度を求める公式は

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。

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。

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