月別アーカイブ: 2013年1月

湿度と飽和水蒸気量

関東地方は冬雨が少なく、乾燥します。さらに暖房を使うので、部屋の中もからからになりやすいのですが、乾燥を数値的に表すのが湿度です。

空気には水蒸気が含まれていますが、温度によって1m3あたりにある水蒸気量は限界があります。これを飽和水蒸気量といいます。

下のグラフは各温度における1m3あたりの水蒸気量をさします。

例えばグラフで気温25度のとき、1m3あたりの飽和水蒸気量は22.8gです。でこれを100%として実際に含まれる量を表したのが湿度になります。

気温25度で、湿度20%というのは22.8×0.2=4.56gの水蒸気が1m3あたりの空気に含まれているということになります。

湿度を調べるのに、一番簡単のは乾湿温度計を使うことでしょう。

乾湿温度計は、ひとつは普通の温度計。もう一つの温度計には液だまりのところに水を含んだガーゼを巻いてあります。ガーゼに含んだ水は乾燥していれば蒸発しますが、そのとき、気化熱でまわりから熱を奪います。そのとき湿球の温度の方が下がりますから、乾球との差を見て下のような表から湿度を割り出します。

例えば例の場合は乾球の温度が22℃で、差が4℃であれば湿度は66%になる、ということです。

この表から見てもわかりますが、乾球と湿球の温度差がないというのは、水が蒸発していかない、ということです。つまり飽和状態に達しているということなので、これ以上水が多ければ空気中には含まれませんから、雨になります。

飽和水蒸気量は、温度が下がるにつれて少なくなります。

例えば上のグラフで25℃は22.8g、20℃は17.2gでした。

25℃でもし1m3あたり20gの水蒸気が含まれていれば、雨にはなりませんが、この後気温が下がって20℃になれば17.2gになるので湿度は100%を超えますから雨になります。

時々、この飽和水蒸気量と湿度の問題が出題されるようになりました。だいたい問題文の中に上のような説明がなされているケースが多いようですが、勉強しておいてもいいでしょう。

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実力を発揮するコツ

この時期になると、親も子もやはり合格したい、という気持ちは強いでしょう。

しかし、これまで合格してきた子どもたちを見てきて、私が一番感じるのはやはり「普通に受験する」ということに尽きるのです。

つまり、自分の持てる以上の力を出す、なんてことは考えない。自分ができることを淡々としっかりやりきる、ということに集中していること。当たり前のことを当たり前にやることに注力していることが大事です。

土台、一発逆転などを意気込んでいると、ちょっとつまずいただけで焦る気持ちに変わってくることがあります。

「この問題ができないとまずい」などと思ってしまえば、解くきっかけがつかめないと慌ててしまうでしょう。

しっかり問題文を読んだところで、難しいと思えば違う問題をやればいい。できなくたって、実はみんなできないかもしれない。それよりは自分のできる問題は何かを考えていくことにに集中していることの方が大事なのです。

そういうどこか冷静なところがあれば、問題文を読んでいて、「あれ、ここかな」と思うところが見つかったりするものです。

「3番が難しかったんで、他のできるところをやっていて、それから戻ってもう一度問題を読み返したら、わかったんです。やっぱりあわてなくて良かった。」

そんな感想を言う子どもたちは少なくありません。

できることをやればいい。できないことは土台できない。でも最後までしっかり考えること。

これがコツかな、と思います。

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音の問題

2011年灘中学の問題です。


海面の一点で爆発が起こり、その衝撃が海面と海水中を毎秒1500mの速さで、あらゆる方向にまっすぐ伝わっていくものとします。また、海底に達した衝撃は、そこから毎秒4800mの速さで海底の岩石の表面を伝わっていくものとします。海の深さは、どこも同じで1500mであるとします。

下図のように、二辺の長さが5と15の直角三角形のななめの辺の長さは16であるものとして、問いに答えなさい。

問1 爆発の起きた点のま下の海底の点Aから500mはなれた海底の点Bに(1)海中を直接伝わる衝撃 (2)海中を伝わりAに達した後、岩石表面を伝わってきた衝撃の両方が伝わってきました。(1)と(2)のどちらが早く伝わってきますか。

問2 AからBの向きに、Aから4500mはなれた海底の点Cに、(1)海中を直接伝わる衝撃 (2)海中を伝わりAに達した後、岩石表面を伝わってきた衝撃 (3)海中を伝わりBに達した後、岩石表面を伝わってきた衝撃 がそれぞれ伝わってきました。(1)~(3)を早く伝わってくるものから順に書きなさい。

 このように、Bよりも遠い海底の点には、海中を伝わりBに達した後、岩石表面を伝わってきた衝撃がいちばん早く到達するものとします。

また、海底の岩石の表面に衝撃が伝わってくると、その場所から海水中のあらゆる方向にさらに衝撃がひろがっていくものとして考えます。

問3 次の点で最も早く衝撃が観測されるのは、爆発が起こってから何秒後ですか。それぞれ分数で答えなさい。
 ①Bのま上の海面   (2)Cのま上の海面

問4 海面のある点て、爆発の起きた点からの距離(横軸)と、爆発が起きてからその点で最も早く衝撃が観測されるまでの時間(縦軸)の関係を表すグラフのおよその形として適切なものはどれですか。次のア~エから選び、記号で答えなさい。


問1
(1)は1600÷1500=16/15秒=256/240秒
(2)は1500÷1500+500÷4800=53/48秒=265/240秒
なので(1)の方が9/240秒早いことになります。

問2
(1)は4500÷15×16=4800mを動くので
4800÷1500=16/5秒=768/240秒後
(2)は1500÷1500+4500÷4800=31/16秒=465/240秒
(3)は16/15秒+4000÷4800=16/15+5/6=57/30秒後=456/240秒後
より(3)→(2)→(1)の順になります。

問3 
(1)Bの真上ですから、海面上を進むのが一番早いので
500÷1500=1/3秒後

(2)問1の(1)から爆発の起きた点からBに水中を進む方がAを経由してBに着くよりも早いので、Cの手前500mから水中を進むのが一番早くなります。

したがって1600÷1500×2+(4500-500×2)÷4800=32/15+35/48
=512/240+175/240=687/240=229/80=2 69/80秒後が一番早くなります。

問4 ある距離以上になると、一度海底面にまっすぐ降りて、その後海底面を伝わった方が早くなるので、とこかでグラフが傾き、その後最初の傾きよりも時間が短くなるのでアになります。

理科の問題というよりは、算数の問題という感じもしますが、問3の(1)はうっかり間違いそうです。問題を読んでいると、海底に進むことばかりに気をとられてしまいますから、気を付けてください。

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暗算に気を付けて
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