中2理科「雲のでき方(フラスコ実験)」要点まとめノート

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中2理科「雲ができる理由と雲のでき方」についてまとめています。雲ができる理由と雲のでき方と合わせて、雨や雪のでき方、水の循環についてもふれています。それでは、中2理科「雲ができる理由と雲のでき方」です。

雲ができるわけ

大気圧(気圧)…大気(地球をとりまく気体)の重さによる圧力。単位はヘクトバスカル(hPa)を対ます。上空へ行くほど低くなります。1013hpaを標準の気圧と決め、これを1気圧といいます。
確認中1理科「圧力・水圧・浮力の求め方」

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雲のできるようすを調べる実験

フラスコ実験

フラスコ実験

<手順>

  1. 装置をつくり、ピストンをすばやく引き、フラスコの中のゴム風船のようすや温度の変化を観察します。
  2. フラスコの中の少量の水をぬらした後、線香の煙を入れ、ピストンを引いた入り、おしたりしてフラスコの中のようすを観察します。

<結果>

  • ピストンを引くと、ゴム風船はふくらみ、温度が下がる。
  • ピストンを引くと、温度が下がって、フラスコ内の白くくもる。
  • ピストンをおすと、温度が上がって、フラスコ内の白いくもりが消える。

<考察>

  • 気圧が低くなると、空気が膨張して、温度が下がる。
  • 空気が膨張するとき、フラスコ内の空気が露点以下になち、水蒸気が水滴になって白くくもる。
  • 気圧が高くなると、空気がおし縮められて温度が上がって、水蒸気にもどり見えなくなる。

雲のでき方

雲は、次のような順序でできます。

  1. 空気のかたまりが上昇します。
  2. 周囲の気圧が低くなり、膨張して温度が下がります。
  3. ある高さで露点に達して、さらに上昇すると、水蒸気が空気中の小さなちりを凝結核として無数の雲粒(細かい水滴や氷の粒)となります。これが雲です。

上昇気流ができる場所

  • 寒気が暖気をおし上げるところ。
  • 太陽の光によって地面があたためられるところ。
  • 山腹の斜面に空気がぶつかるところ。(風が斜面にそって上昇する。)

地上付近にできた雲。地表付近の空気がその場所で冷やされて露点に達し、空気中の水蒸気の一部が細かい水滴になって地表付近に浮かんだものです。

雨や雪

上昇気流(上昇する空気の流れ)に支えられている雲粒が成長して大きくなると、支えきれなくなり、落ちます。こうして地表に達した水滴が雨であり、氷の粒がとけないで地表に達すると雪になります。

  • 降水…雨や雪など一定時間に振った雨の量を雨量といい。雪やあられなどもふくめると降水量といいます。

凝結核

空気塊の中にある水蒸気は、温度が露点になり飽和に達していても、水蒸気は簡単には凝結できない。水蒸気が凝結するためには、凝結核とよばれる固体微粒子が必要である。これは、秋や春の夕方に車や自転車のサドルの表面につく露を思い起こせばよい。水蒸気は固体の表面 で凝結しやすい。

  • 露点…水蒸気をふくんでいる空気が冷え、ある温度になると、凝結が始まり水滴(霧)できはじめます。このときの温度を、その空気の露点といいます。
  • 凝結…気体が液体に変わる現象。露点の高い空気ほど多くの水蒸気をふくんでいます。

凝結核の性質

凝結核は水蒸気が水に凝結するための促進剤のようなもので、雲の場合は、空気中にただよう細かい塵(ちり)がその役割を果たす。凝結核がないと、空気は過飽和の状態になり、凝結は起こらない。

過飽和

過飽和とは、水蒸気量が飽和水蒸気量を上まわっているが、凝結核がないために、不安定ながらも水蒸気のままで存在しつづけ、凝結核があればすぐに凝結し水滴になる状態である。例えば飛行機雲は、上空で過飽和の空気塊のなかをジェット機などが通り、その排気ガスにふくまれる塵が凝結核の役割を果たすためにできる。凝結核の役割を果たすものとしては、煙の微粒子、海の波の飛沫(しぶき)が蒸発した海塩などがある。

水の循環

水は、気体、液体、固体とすがたを変えながら、陸と海と大気の間をたえず循環しています。この循環の中でさまざな気象と天気の変化が起こります。

太陽放射

水を循環させたり、大気を動かしたりしているエネルギーのもとです。

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