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中学校で履修する理科の第２分野に「湿度」の単元があります。日常生活の中では「湿度８０％」のように空気の湿り具合を表しますが、中学理科では、このパーセントで表される湿度（相対湿度，以下、「湿度」と表記）を学習します。
１．湿度の求め方
湿度は次式で与えられます。
２．飽和水蒸気量（ｇ/ｍ3）とは？
「飽和」という語句の意味を調べると、「含みもつことのできる最大限度に達して、それ以上余地のないこと。」とあります（goo辞書より）。空気中に含むことのできる水蒸気量には限度があり、１ｍ3の空気中に、水蒸気として含むことのできる最大量（空気中の水蒸気が「飽和」状態になる量）のことを「飽和水蒸気量」といいます。
気温が高いほど飽和水蒸気量が多くなること、水蒸気は目に見えないもの（無色透明）で水滴は目に見えるものであることも、この単元の重要なポイントです。
上記の湿度の式を見ると難しいイメージを抱くかもしれませんが、以下のように例えると理解しやすくなると思います。
３．湿度の考え方
飽和水蒸気量（式の分母）を椅子、水蒸気量（式の分子）を椅子に座れた人数に例えることができます。（１つの椅子には１人だけが座れるものとします。）ここでは、人間が７人いるとします。
椅子が１０脚あるとき、７人全員が座ることができ、３つの空席ができます。
このときの湿度は、
のように計算し、７０％となります。「３つの空席」は、この空気中にまだ含むことのできる水蒸気量に相当します。
次に、椅子の数量を７脚に減らしたとします。７人全員が座ることができ、空席はありません。
このときの湿度は、
のように計算し、１００％となります。この「座席が飽和している（空席がない）状態」が飽和水蒸気に相当します。
このように、湿度は「全体」に対する「部分」を求める「割合」と同じ手法で求めることができます。
さらに、椅子の数量を５脚に減らしたとします。５人は座ることができますが、残りの２人は座ることができません。
水蒸気量（７人）が飽和水蒸気量（５脚）を超過した場合は、その超過分（２人）の水蒸気は空気中に含むことができなくなり、水滴となって現れます。コップに冷たい飲み物を注ぎ、その周辺の空気が冷やされる（気温が低下すると飽和水蒸気量が減少する）とコップの外側に水滴が現れる現象は、これによるものです。
水滴は水蒸気とは異なり目に見えるため、「空気中の水蒸気が水滴になった」と認識することができます。この現象のことを「凝結」といいます。
４．教材アプリの作成へ
理科の問題では、このようなグラフを用いた問題が登場します。
問題例としては、「１ｍ3の空気Ａを２０℃まで冷やしたとき、湿度はおよそ何％になるか？」「１ｍ3の空気Ａを１０℃まで冷やしたとき、この空気からおよそ何ｇの水滴が現れるか？」などがあります。気温が変化すると飽和水蒸気量が変わるため、湿度も変わり、凝結が発生する場合もあります。これらが刻々と変化する様子を視覚的に捉えたり、このグラフの見方を学び理解を深められる教材アプリを作成しております。作成したものは、このブログに掲載する予定です。
