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【読むeラーニング】第2章 大気の熱力学1 〜その13〜「状態方程式2」

気象予報士講座~第2章 大気の熱力学1「状態方程式2」より

気象予報士講座~第2章 大気の熱力学1「状態方程式2」より

(その12の続き)

同温・同圧・同体積で比べてみると、同温・同圧・同体積の中に窒素78%、酸素21%という乾燥空気をちょっと雑に扱って、8割は窒素で2割は酸素ということにして、このオレンジの玉が窒素で緑が酸素だと思ってください。それに対して湿潤空気は、今この図の中に10個の分子が入っているのですけれども、同温・同圧・同体積だということを考えると同じ量が入っているわけです。同じ数の分子が入っているわけです。同じ数の分子の内の例えば2個だけ水蒸気が入っているというのが水蒸気分子ということです。10個しか入らない内の2個が水蒸気に変わっているということですね。だから酸素は1個になってしまっているし、窒素も7個になっているという状態です。つまりこの水蒸気が入った分だけ他の気体が少なくなっているということになるわけです。

ここで出てくるのが分子量ですね。分子量は忘れたという方もいらっしゃるかもしれませんが、分子の重さのことですね。窒素N2は分子量28、酸素O2は32、では水蒸気はどうかと言うと水蒸気はH2Oですから、これを全部足すと18です。比べてみると窒素と酸素と水蒸気で一番軽いのは水蒸気なんですね。だから窒素とか酸素という気体の代わりに一番軽い水蒸気が入っちゃったおかげで、湿潤空気のほうが軽くなってしまうんですね。だから同温・同圧・同体積の湿潤空気乾燥空気はどちらが重いかと言うと乾燥空気のほうが重いんです。だからイメージとは全然違うんですよね。

なおかつこれは空気塊の動きを今後お天気の中で考えていくときに実はすごく重要になりますので、こんなことがあるんだなというのは少し覚えておいていただいて、もちろんこの考え方も覚えておいていただいて、何回も復習して分かるようにしておいてください。

(その14へ続きます)

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