空気中の水蒸気の疑問

この前、「空気中に水蒸気があるって学校で習ったけど、わかるようでわからない。」「なぜ?」「だって、小学校では空気中に水蒸気があるって習ったけど、中学1年生の理科では水は100℃で液体から気体になるって習った。」
とのこと。
考えてみると、とてももっともな疑問ですね。
それでは、この疑問についてちょっと考えてみましょう。
固体はギッシリつまった状態、液体はちょっとユルい状態、気体は元気に飛び回る自由な状態です。乱暴に言うと、固体より液体、液体よりも気体の方が、動きが激しいので、たくさん食べないとやってられないと思ってください。
水蒸気のような気体は、水のような液体と比べると、大きなパワー(正確にはエネルギー)をもった状態なので、水を水蒸気にするにはパワー(正確にはエネルギー)を与えないといけません。
コンロでお湯を沸かすときに、熱すると100℃で沸騰して、水が水蒸気になります。沸騰するときは、あわができますが、このあわは、水の内部が水蒸気に変わっているからできたものです。熱したことで、根本的にパワーを与えているのですね。
ところで、水たまりの水がなくなったりするのも、水が水蒸気になったのですが、この場合は100℃になったわけではありませんね。実は、水の表面に空気中の気体がぶつかって、水がパワー(正確にはエネルギー)をもらって、気体の水蒸気になったのです。表面だけで水が水蒸気になる場合は、沸騰とは言わないで蒸発といいます。ただし、蒸発の場合は、沸騰のようにあわはできません。この場合は、気体がぶつかって、パワーをもらったのです。
水が水蒸気になる場合には、➀熱したことで100℃になって、内部から水蒸気になっていく沸騰と、➁表面に気体がぶつかって、エネルギーをもらった水のつぶ(分子)が水蒸気になる蒸発があります。
だから、100℃以下でも、空気中に水蒸気があるわけです。
「湿度の計算は、気温を飽和水蒸気量に置き換える。」だとか解き方を知ることが、テストの点数的には良いのかもしれません。でも、たとえテストに出ないことでも、疑問をもって考えることは、とても大切なことだと思います。
ちょっと遠回りかもしれませんが、いつも丸のみにするだけでなく考えることが、本当の学力なのかもしれません。

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