空気塊の温度と水蒸気量に関連する物理量について述べた次の文(a)〜(d)の正誤の組み合わせとして正しいものを、下記の①〜⑤の中から1つ選べ。ただし、空気塊の中に水粒子や氷粒子は存在しないものとする。
(a) 温度と気圧が同じであれば、湿潤空気塊は乾燥空気塊より密度が大きい。
(b) 湿潤空気塊を気圧一定のもとで加熱した場合、混合比は加熱後も加熱前と同じである。
(c) 温度が同じであれば、混合比が大きい空気塊の方が仮温度は高い。
(d) 飽和水蒸気圧は、温度が同じであれば空気塊の気圧に反比例し、気圧が高いほど値が小さい。
| (a) | (b) | (c) | (d) | |
| ① | 正 | 正 | 正 | 誤 |
| ② | 正 | 誤 | 誤 | 誤 |
| ③ | 誤 | 正 | 正 | 誤 |
| ④ | 誤 | 正 | 誤 | 正 |
| ⑤ | 誤 | 誤 | 正 | 正 |
③ a：誤 b：正 C：正 D：誤
「温度と気圧が同じであれば、湿潤空気塊は乾燥空気塊より密度が大きい。」
これは誤です。同じ温度・気圧なら、湿潤空気のほうが乾燥空気より密度が小さいです。
水蒸気 H₂O の分子量は18、乾燥空気の平均分子量は約29。つまり、水蒸気が混ざるほど平均分子量が小さくなります。
「湿潤空気塊を気圧一定のもとで加熱した場合、混合比は加熱後も加熱前と同じである。」
これは正です。混合比は、です。
単に加熱しただけで水蒸気や乾燥空気の質量は変わらないので、混合比も変わりません。
「温度が同じであれば、混合比が大きい空気塊の方が仮温度は高い。」
これは正です。仮温度 は近似的に、
です。
したがって同じ気温なら、混合比 が大きいほど仮温度は高くなります。
「飽和水蒸気圧は、温度が同じであれば空気塊の気圧に反比例し、気圧が高いほど値が小さい。」
これは誤です。飽和水蒸気圧は温度によって決まります。周囲の気圧が高いから小さくなるわけではありません。
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