中学理科:湿度の公式は丸暗記してはいけない。理科は割合、比例のイメージが重要。

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中学2年生から湿度を求め方について、よく質問をいただきます。

湿度の公式は以下です。

湿度(%)=実際の水蒸気量÷その温度での飽和水蒸気量×100

これを丸暗記している方がいますが、

ダメです。丸暗記はダメです。

こういった割合(%)や比例(X:Y)で解く問題は、

イメージで理解して自然と出てくるようにならなければなりません。

さもないと定期テストでは湿度の問題が解けるが、

本番(試験)の問題が解けないということになります。

公式を暗記して解けるのは定期テストレベルまでです。

入試では、公式を理解しているか確かめるために、

公式をただ、当てはめるような問題は出しません。

なので、しっかりと理解をしましょう。

 

湿度の公式ですが、とても単純なケースを考えることで理解できます。

例えば、最大100リットル水が入る容器に100リットルの水が入っていたら、

何%占めていると言えますか。

はい。そうです。100%です。満タンです。

では、50リットル入っていたら?

そうです。50%です。

半分満たしていることになります。

では、30リットルだったら?

簡単ですね。

30%です。

 

これらは式で言うと、それぞれ

(100÷100)×100=100%、

(50÷100)×100=50%、

(30÷100)×100=30%

となります。

全て最後に×100としているのは、%表記にするためです。

 

湿度もコレと同じ考えで理解できます。

例えば、今、ある温度で飽和水蒸気量が40だったとします。

要は、空気中に最大40の水蒸気量を含むことができるという意味です。

今、空気中に20あるとしたら、湿度は何%でしょうか。

50%ですね。

計算式は20÷40×100=50%となります。

8なら?

(8÷40)×100=20%ですね。

そうすると下記の式は当たり前という感覚になりませんか。

湿度(%)=実際の水蒸気量÷その温度での飽和水蒸気量×100

 

実際の入試問題では、以下の様なグラフが与えられて、

img20150304_14011549
(問題1)Eの湿度は何%ですか。

(問題2)Eの空気を17.5まで冷やした時、1㎥あたり何グラムの水滴ができますか。

(問題3)A〜Eのうち、湿度が一番高いものはどれですか?

などの問題が出されますが、どうでしょう。

上記の説明を聞かれた後は簡単に思えませんか。

問題1
Eの水蒸気量はグラフを見る25です。

また、25度での飽和水蒸気量は30ですね。

25度では、最大30まで水蒸気を含めることができるわけです。

なので、湿度は25÷30×100=83.33%です。

問題2
Eは最初(30度のとき)、25含んでいて、

それを17.5度まで下げます。

17.5度のときの飽和水蒸気量はいくつでしょうか。

グラフをみると15です。

つまり15まで含めることができるわけです。

オーバーしていますね。

いくらオーバーしているでしょうか。

15まで含めることができるのに25もあるので、25-15で10です。

これが水滴となって現れます。

飽和水蒸気量を超えたぶんは水滴になるわけです。

問題3
答えはEです。

飽和水蒸気量に対して、どこまで水蒸気を含んでいるのかという観点でグラフをみるとAとEがギリギリまで含んでいるイメージが持てますね。

もう少しで飽和水蒸気に達する勢いです。

ただ、Eの方が近づいている割合が大きいですよね。

Aも近いですが、飽和水蒸気量がEの時の温度の時のほうが3倍あるので、

Eの方がギリギリまで近づいているイメージが持てます。

よって答えはEです。

 

中学の理科、高校の化学はとにかく、割合、比例のイメージを持てるかが重要です。

公式を覚えたけど、問題が解けないという方は、

どの点が理解(イメージ)出来ていないのか把握し、

しっかりと理解を心がけましょう。

 

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