〔動く教材〕気温・露点から湿度を求めるグラフ 中学校理科 高校物理

ガラスコップに水を入れて氷と温度計を入れてかき混ぜ続けると、しばらくするとガラスコップに水滴が付き始めます。その時の温度を”露点（ろてん）”といいます。ガラスコップの周囲の空気が冷やされて、空気に含まれている水蒸気量が限界（飽和水蒸気量）に達してとけきれなくなって水滴となって出てくる現象です。「あ～、中学校でやったな〜！」「梅雨どきにガラス窓の内側に水滴がつくことに”ナットク”だったな～。」・・・・・・

　今も中学校理科では勉強しています。気温は温度計で測ります。露点は先に説明した方法で測れます。それらの温度の飽和水蒸気量から湿度は　

〔湿度(％)〕＝〔飽和水蒸気量(露点)〕÷ｇ〔飽和水蒸気量(気温)〕×１００

　で計算することができます。

　この理解を容易にするために飽和水蒸気量と温度のグラフのプログラムを作りました。

　初期画面はこれです。

　飽和水蒸気量とは、その温度の空気(気温)が精いっぱい含むことのできる水蒸気の量です。この空気の場合は湿度１００％です。雨のときの外の空気がこの状態です。

　晴れや曇りのときにはこんなに水蒸気は含まれていません。その水蒸気量を調べるのがガラスコップの実験です。少しずつガラスコップの周りの空気を冷やしていくと水滴が付き始めます。そこが露点ですが湿度１００％になったということです。このことでその空気に含まれている水蒸気量がわかります。露点の温度からその飽和水蒸気量がわかりますが、それがその空気に含まれる水蒸気量です。初期画面でいうと気温の棒グラフの水色の部分が全体の何％に当たるかというのが湿度です。「７０～７５％ぐらいかな～？」という感じですね。先の式からすると　１２．８　÷　１７．３　×　１００　≒　７３．９９・・　ですから電卓で計算すると、湿度は７４％ですね。年老いた私の頭は「ああ～わからなくなる、、、、」となりそうです。

　さてプログラムを使ってみましょう。

　湿度目盛表示ボタンを押してみます。

　赤で示したところです。画面に目盛が表示されました。

　目盛部分だけを大きく示すと

　こんな感じです。目盛と赤線から、

目測で？％か湿度がズーとわかり易くなりましたね。

　湿度数字表示ボタンを押してみます。

　するとこんな表示になります。
　その部分を大きく表示すると

　計算された湿度の数字が表示されます。

　初期画面だけでお話してきましたが、実際は”任意の気温と露点”ですから、その任意の気温と露点に、赤で示したボタンを押して合わせます。

　この画像は湿度目盛表示と湿度数字表示ボタンを押していない場合ですが、その両方を押すと

　このようにグッとわかり易くなります。ここに説明したのが操作の全てです。わかっていただけたでしょうか。

　これをどうやって作ったかですが、ボタンはすべていつでも押せます。そのボタンの押された状態で状況が変わりますが、その状況を０．１秒の間隔で画面を描き出すようになっています。何かを押すとすぐ変わるのはそのためです。でも何も押さなくても0.1秒毎に同じものを描き続けているのです。アニメーションの手法と同じです。

　よかったら実際に使ってみませんか。

　パソコンやタブレット用に作ってありますが、スマホでも十分に使えます。
　次の図をクリックすると使うことができます。飛び先は、私のホームページ「開かれた学校の応援」です。下のURLをクリックしても、同じところに飛んでいきます。

　もしも広告が出てきたら、マーク︙や…やΞを押して「PC版サイト」モードを選択すると、消すことができます。

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　最後まで読んでいただきありがとうございました。


　次はキッチンペーパーアニマルの準備を始めます。来年は何年だったかな～？

　お楽しみに！！