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理科は、生きる知恵を身につける!!

こんにちは、東大阪市の瓢箪山にあるアーガス進学会 東大阪校(学びスタジオ)の奥川悦弘です。

先日、五ツ木模試の理科の過去問を解いていて、
塾生から質問された計算問題がありました。

それは、標高と気温の問題でした。

内容をまとめると、

外気よりも気温が高い空気ができたとする。
その暖められた空気は、まわりよりも密度が小さくなり、上昇を始める。
上昇する空気は外気より膨張しているために、100m上昇すると1.0℃の割合で気温が下がる。
これは外気の下がり方(100m高くなると0.6℃下がる)よりも大きいので、外気と同じ気温まで温度が下がって、密度が外気と同じになり、上昇が止まる。

しかし、ふつうの空気は水蒸気を含んでいる。空気が上昇して凝結する高度に達すると雲の発生が始まる。雲が発生すると、水蒸気が凝結するときに出す熱のために気温の下がり方が100m高くなると0.5℃/100mになる。
これはまわりの空気の気温の下がり方よりも小さいので、雲ができつつあるときはつねにまわりよりも温度が高いことになる。

そして、いずれは、水蒸気がなくなった空気は、100m高度が上がると1.0℃下がる状態になり、外気と同じ温度になったときに、空気の上昇が止まる。

空気が含むことができる水蒸気に限界がある限り、上昇する空気もどこかでストップすることがわかる。
この地表から上昇した空気の上昇できる高さの限界が対流圏界面(高度11km)ということになる。これ以上の高さには、地表から上昇する空気は入り込めない。
この圏界面は、上昇する積乱雲の上にできる“かなとこ雲”の上の面ということになる。

後半の部分はつけ加えましたが、
以上のことを理解していたら解ける計算問題でした。

標高と気温、そして湿度のことを、しっかりと覚えてほしいです。

このように、
理科は、直接にも間接にも世の中に役に立つことを学びます。
理科の4つの分野を学び、楽しく生きる知恵をつけてほしいと思います。