飽和水蒸気量と水蒸気の問題～実践編②グラフの読み方～

こんにちは。頭文字Dです。
今日は昨日に引き続き、「飽和水蒸気量と水蒸気量」の話をします。昨日は、表の中に飽和水蒸気量が書かれている問題について解説しました。今日は、「グラフ」に飽和水蒸気量が書かれている問題の解き方について説明します。

昨日、私は次のように書きました。
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ここで、ほとんどの中学生は大きな壁にぶち当たります。
計算尺がなくなったとたんに、何をやってよいかわからなくなるのです。
ほとんどの人は、その原因すらわかりません。
原因がわからないから、改良の仕方が分かりません。

だから最初に、その原因をお教えします。
それは、

問題が解けない人は、問題が読めていない

という事実です。
このように書くと、ほとんどの人は
「問題が読めていない？自分は大丈夫だよ」
というでしょう。
しかし、そういう人に限って読めていないので注意してください。
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今日説明する「グラフ」に飽和水蒸気量が書かれている問題にも、まったく同じことが言えます。
私が言う、「問題が読める」というのは

表やグラフや図に書かれている情報を読み取ることができる

という意味です。
「グラフがよくわかんない」という人は多いです。そんなあなたは、問題が読めていないのです。

しかし、大丈夫。

問題が読めていない事が自覚できれば、問題を読めるようにすればいい

のです。
そうなるために、このブログがあるのです。
多少長い説明になりますが、興味のある方は最後までおつきあいください。

前置きが長くなってしまいましたが、今日の問題です。
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【例題２】
25℃で1m3あたり12.8gの水蒸気をふくむ空気Ａがある。次の①～③を求めなさい。

①空気Ａの露点は何度ですか。
②空気Ａには1m3あたり、あとどのくらいの水蒸気を含むことができますか。
③空気Ａを5℃まで冷やしたとき、1m3あたりに出てくる水滴の量は何gですか。
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この問題ですが、私には次のように見えます。
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【例題２】
25℃で1m3あたり12.8gの水蒸気をふくむ空気Ａがある。次の①～③を求めなさい。
①空気Ａの露点は何度ですか。
②空気Ａには1m3あたり、あとどのくらいの水蒸気を含むことができますか。
③空気Ａを5℃まで冷やしたとき、1m3あたりに出てくる水滴の量は何gですか。
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　念のために断っておきますが、私の目は近眼と乱視が入っていますが、普通の人の目です。（笑）
　けっして一部の文字だけ太く見えたりはしていません。
　太く書いた字は何かというと、「頭の中に特に印象に残している言葉」です。詳しくは昨日の記事をご覧ください。
　みなさんに知ってほしいのは、問題というのは、１字１字全てきちんと頭に入れなくてもよいということです。
　重要な言葉とそうでない言葉があるので、上手に取捨選択できるようになりましょうということです。

　それでは、問題の解説をします。
　まずは、この問題でどこに飽和水蒸気量が書かれているのかを探します。
　そうです！「グラフ」の中に書かれていますね。
　ではさっそく解いてみましょう・・・とはいきません。
　ここは、最初なので、少し詳しくグラフの読み方を説明していきます。

　グラフが出てきたら、必ず確認しなくてはいけないことが２つあります。

・横軸は何か

・縦軸は何か

　「なんだ、そんなこと」と思うかもしれませんが、グラフ問題で間違う人のほとんどが、この２つを確認し忘れています。
　今回で言うと、横軸は「温度（℃）」で、縦軸は「水蒸気の質量（g/m3）」です。
　ここで一つ説明を加えます。
　グラフでは縦軸の単位がg/m3で書かれていますが、問題文にはg/m3という言葉はありません。代わりに「1m3あたり12.8gの水蒸気をふくむ」という表現があります。
　これは、同じ意味だと思ってください。つまり「1m3あたり12.8gの水蒸気をふくむ」とは、「12.8g/m3」ということです。気になる人もいるかもしれませんので、確認しました。

　次に、このグラフに２つの水蒸気量が書かれていることに注意しましょう。
　１つは「飽和水蒸気量」です。線グラフで書かれています。
　もう１つは「２５℃のときの水蒸気量」です。棒グラフで書かれています。
　このように、１つのグラフに異なる形で２つ以上の数値が書かれているときは要注意です。この書き方にやられる中学生は思っている以上に多いです。
　そして、書き方にやられていることに気づいていないので、解説を聞いても「あ、そうなんだ」で終わってしまいます。だから、次に同じ問題が出たときに、同じ間違えを犯すのです。

自分がどうしてできなかったのかを自覚することが勉強

ということを意識すると改善できます。

　それでは、①から解いていきます。
　①は露点を求める問題なので、棒グラフを頭の中で左に動かしていきましょう。そして、飽和水蒸気量のグラフとぶつかるところを想像してみましょう。その時の温度が露点です。
　グラフの横軸を見ると「１５℃」と書かれています。
　だから答えは「１５℃」となります。
　もっと詳しい説明を知りたい人は、２日前のブログに写真付きで説明しているので、そちらをご覧ください。

　続いて、②の問題です。
　この問題は飽和水蒸気量と実際の水蒸気量の差を求めればよいので、
23.1（g/m3）-12.8(g/m3)=10.3（g/m3）
答え　10.3g/m3
となります。
　もっと詳しい解説を知りたい人は、２日前のブログをご覧ください。計算尺を使うと、難しい理論があっという間に理解できることが実感できます。

　最後に③の問題です。
　５℃まで冷やすと、飽和水蒸気量が6.8g/m3になるので、
12.8（g/m3）-6.8（g/m3）6.0（g/m3）
答え　6.0g/m3
となります。
　これも、もっと詳しい解説を知りたい人は２日前のブログをどうぞ。
　こうしてみると、今日解いた問題の重要な部分は２日前に学んだことなんですね。
　湿度計算尺を使ってきちんと理解してしまうと、まったく難しくない問題なのです。
　あとは、飽和水蒸気の表し方が表なのかグラフなのかで若干テクニックが必要になってきますが、基本的には同じです。

　このような感じで問題を解いていくと実践力がどんどん高まってくるでしょう。