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学年末テストの良問を解説してみました!

学年末テスト皆さん結果はいかがだったでしょうか?しかし、桂中学の理科の学年末テストは本当によく練られた問題でしたね。本日テストの復習課題に関して、生徒さんからいくつか質問をいただいたので、その中でも学校の先生が最も難しいとしておられる最後の問題の解説をしてみたいと思います。
(「間違え直し」としてレポート課題を課されている生徒さんに少しでもお役に立てればと思います。)

(1)は「乾球19℃湿球11℃(差が8℃)」より湿度表から「湿度30%」と読み取ります。この部屋の気温は乾球と同じ19℃なので、飽和水蒸気量は飽和水蒸気量の表から16.3gと読み取り、16.3gの30%、つまり16.3×0.3=4.89gが含まれる水蒸気量となります。但しこれは1m3の空気中のお話なので、この部屋の広さは20 m3ですから4.89×20=97.8gとなります。

(2)について含まれる水蒸気量は変化しませんので、1時間後、2時間後、3時間後と湿度が下がっていることから考えると飽和水蒸気量は増えていくことになります。これは公式を考えるとすぐに分かりますので、是非考えてみて下さい。一般的に飽和水蒸気量が増えると気温が上がっていきますので正解は「上がっている」となります。

(3)については3時間後は表より湿度は20%となっています。先ほどと同様含まれる水蒸気量は変化しませんので(1)で求めた4.89gが全体の20%にあたるので4.89÷0.2=24.45gこれがこの部屋の飽和水蒸気量になります。

最後の(4)ですが、これに結構苦労した生徒さんおられるのではないでしょうか。5時間後は表より湿度は18%となっています。(3)と同様、くどいようですが、含まれる水蒸気量は変化しないので、(1)より4.89gです。これが全体の18%にあたるので、4.89÷0.18=27.166…。割り切れないので分数にしておくと、163/6gとなります。これが飽和水蒸気量ですね。さてこの後加湿器を使って湿度を上げていくわけですが、60%にしたとなっていますので、含まれる水蒸気量は163/6×0.6=16.3gとなります。初め含まれている水蒸気量が4.89gで含まれる水蒸気量が16.3gまで増えたわけですね。そうすると加湿器によって16.3-4.89=11.41g増えたことになります。あとはこの部屋の広さを考えて11.41×20=228.2gが答えとなります。

ざっと解答のあらすじをまとめてみました。
日常生活の中で起きる現象を科学的に考えてみようという非常に面白い問題だと思いました。
確かに難しい問題ですが、丁寧に解いたら必ず力になる問題だと思います。
みなさんぜひ挑戦してみて下さい!

この問題の細かな解説はもちろん、他の問題のもっと詳しい解説を聞きたい人はシードゼミまで!