こんにちは。
小田原市鴨宮の個別指導塾、個別指導ERです。
中学生のみんな、雲のでき方って知っているかな？
写真のように水を入れて湿らせた丸底フラスコにチューブと大型注射器を取りつけ、ピストンを引っ張っるとくもるよね。
要はピストンを引っ張ると雲ができるんだね。
でも、実際の自然界ではどのように雲ができるのかが分からないといけないよね。
ピストンを引っ張ると空気は膨らんでいくよね。これを「空気の膨張」なんていうね。
地球には酸素や二酸化炭素のように目に見えない気体がいっぱい飛んでるんだね。フラスコの中にももちろん気体はあるよね。
ピストンを引っ張ると部屋が広がる。つまり空気が膨張するから、気体同士の摩擦が少なくなる。よって気温は上がらなくなる。
一方、ピストンを押すと部屋が縮まるのと同じだから、空気が圧縮されて気体同士がぶつかる回数が増えるから摩擦が起こり、フラスコの気温が上がるんだね。
まとめるとピストンを引けば空気が膨張し、温度が下がる。湿った空気の温度が下がると空気は露点に達するね。その結果、水滴ができてフラスコ内が白くくもる。つまり雲ができるんだね。
この実験では線香のけむりを入れるよね。なぜ、線香の煙を入れるかというと線香の煙に水滴の膜ができて雲のような形になるからなんだ。
また、少量の水を入れる理由は湿度を高くするため。元々の湿度が低ければ露点に達しにくくなるよね。
覚えているかな？湿度が低いということは水蒸気量と飽和水蒸気量の差が大きいから、少し温度を下げたぐらいでは露点に達しないんだね。
元々水蒸気の量が多ければ、ちょっと温度を下げただけで露点に達するよね。
実際の自然界では太陽の熱によって、地面が温められ、暖かい空気は湯気のように上に上がる。そして、山を上がるとポテトチップスの袋のように膨らむ。そして、膨らんだ空気が露点に達して雲になるんだ。
山を上がる時もそうだね。山に向かって風が吹き込んで空気が上昇する。そして山は上に行けば気圧が低い。気圧が下がると空気が膨張する。空気が膨張すると気温が下がって露点に達する。さっき説明したピストンの実験と同じことが起こっているよね。
また、下から上に向かって流れる空気の流れを上昇気流っていうから抑えておこう。
上昇気流によってできる雲についてまとめると、気圧が下がると空気が膨張する。空気が膨張すると気温が下がる。気温が下がると湿度が上がる。気温が下がり露点に達する。そして水滴が生じ、その水滴が雲の正体なんだね。
面白いよね。理科って。
さあ、雲の仕組みを君たちは理解できたかな？
雲ってどうやってできるか意外と知られてないけど、知れば知るほど面白くなるよね。
君たちも日常の不思議をどんどん解明していき、理科のスペシャリストになろう！
