
## 大地の変化

地学分野で重要なことは、以下の 3 つです。

- 石や火山の特徴を覚えること
- 地層の変化を理解する
- 地震の計算問題

暗記パートは語呂合わせも用意していますので、使えるものは何でも駆使して効率よく覚えていきましょう。

[>> #1 火山と火成岩へ](https://setoken-kosuda.com/posts/ground-change-1)
[>> #2 地震へ（作成中）]
[>> #3 地層のでき方へ（作成中）]
[>> #4 地層の変化へ（作成中）]


【中学1年】大地の変化


## 飽和水蒸気量とは

飽和水蒸気量：$1m^3$の空気が含むことが出来る水蒸気の最大量。飽和水蒸気量を超える水蒸気は、水滴になって出てくる。

露点：含みきれなくなった水蒸気が水滴になり始める温度。

## 湿度の求め方とイメージ

湿度[%]の公式は以下のように習います。

$$
\footnotesize
\frac{1m^3 の空気に含まれる水蒸気の量[g/m^3]}{その空気と同じ気温での飽和水蒸気量[g/m^3]} \times 100
\footnotesize
$$

**公式が苦手な方も、安心してください。**
当時の私も苦労しましたが、なんとか理解できました。諦めずに続きの説明を見てください。きっとお役に立てるはずです。

![図1 飽和水蒸気量のグラフ](/assets/blog/how-to-solve-houwasuijokiryou/how-to-solve-houwasuijokiryou-4.png)

この記事では、わかりやすく、空気（$1m^3$）が**17.3g**の水蒸気を持っているとします。

**上のグラフと式の関係**

- 青色の棒グラフが式の分母である「$1m^3$の空気に含まれる水蒸気の量」
- オレンジ色の曲線が各気温の飽和水蒸気量
- 赤色は 10℃ の時の飽和水蒸気量（黄色の曲線）を超えてしまった「水滴に変わる溢れた水蒸気の量」

具体的な数値を入れたものがコチラです。
![図2 飽和水蒸気量のグラフ](/assets/blog/how-to-solve-houwasuijokiryou/how-to-solve-houwasuijokiryou-5.png)

### 湿度の公式をイメージで理解する

ここからは苦手な方向けに、この式の意味をイメージで捉えてみます。
以下の画像に、図 2 で示したグラフと気温ごとに変化する飽和水蒸気量を％目盛りで表しました。

- 気温 30℃ の時、**17.3g**の水を含んだ空気$1m^3$
- 気温 20℃ の時、**17.3g**の水を含んだ空気$1m^3$
- 気温 10℃ の時、**17.3g**の水を含んだ空気$1m^3$（飽和水蒸気量を超えた水蒸気は水滴になり溢れる）

上記 3 パターンで湿度、飽和水蒸気量をモノに置き換えて、想像してみます。

![図3 湿度の公式のイメージ](/assets/blog/how-to-solve-houwasuijokiryou/how-to-solve-houwasuijokiryou-2.jpg)

左の%目盛りですが、ある気温のときに水を溜め込める容器、タンクのようなものだと考えてください。その容器の満タンを示すのが**飽和水蒸気量**なのです。

画像を見ると、気温が 30℃→20℃→10℃ と下がるにつれて、**左の容器(飽和水蒸気量)**自体が小さくなっているのが分かりますね。気温が低くなるほど、**全く同じ体積の空気**にも関わらず、溜め込める水蒸気の量が少なくなるということです。

## 具体的な湿度の計算

それでは、各気温における具体的な湿度の計算をしてみましょう。
手書きで説明してみましたが、思ったより見辛かったので、気温 30℃ の時、湿度を求める計算に画像を追加しました。

### 30℃ の時

![図4 飽和水蒸気量のグラフ](/assets/blog/how-to-solve-houwasuijokiryou/how-to-solve-houwasuijokiryou-6.png)

空気$1m^3$の容器の最大は$30.4g$ということになります。それに対して、実際に含んでいる水蒸気は$17.3g$なのでだいたい半分と想像がつきます。
そして、湿度の公式を用いると、

$$
\footnotesize
\begin{align*}
気温30^\circ Cでの湿度 &= \frac{17.3g}{30.4g} \times 100 &= 56.9 [\%]
\end{align*}
\footnotesize
$$

となり、結果からも明らかです。

### 20℃ の時

空気$1m^3$の容器の最大は$17.3g$ということになります。それに対して、実際に含んでいる水蒸気は**17.3g**なので容器は満タンだと分かります。
もちろん容器が満タンということは、湿度 100%と言えるはずです。

では湿度の公式を用いると、

$$
\footnotesize
\begin{align*}
気温20^\circ Cでの湿度 &= \frac{17.3g}{17.3g} \times 100 &= 100 [\%]
\end{align*}
\footnotesize
$$

と、想像通りの値になりますね。

### 10℃ の時

空気$1m^3$の容器の最大は$9.4g$ということになります。それに対して、実際に含んでいる水蒸気は**17.3g**なので、容量を大きく上回る量の水蒸気が溢れてしまうことになります。
容器の満タン分（9.4g）＋ 超えた分(7.9g)ということから、湿度 100%は相変わらずで、余り(7.9g)は実際に目に見える水滴になります。

夏場のよく見かける**冷えたペットボトルに付着する水滴**や、**冬の窓際の結露**はこの溢れた水滴のことなんです。

## 湿度とは(まとめ)

:::tips
空気は気温ごとに、水蒸気を貯めるタンクを持っており、その満タンを示す値が**飽和水蒸気量**です。
:::
湿度は、空気が持つタンク全体（**飽和水蒸気量**）のうち、どのくらい水が溜まった（**含んでいる水蒸気の量**）かという割合を表しています。
だから湿度が高い時は、空気中の水分が多く、ジメジメしていますよね。

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