Re:Re:Re:Re:공기 중의 수증기

[김동석]

4-1. 이슬이 맺히는 까닭은?

⑴ 증발

① 물의 증발 : 액체 상태의 물이 끓는점 이하에서 기체 상태의 수증기로 변하는 현상

② 물의 증발이 잘 일어나기 위한 조건

㉠ 기온이 높을수록

㉡ 공기가 건조할수록(습도가 낮을수록)

㉢ 바람이 강하게 불수록

㉣ 물 표면과 공기가 닿는 표면적이 넓을수록

⑵ 포화 수증기량

① 포화 상태 : 공기가 더 이상 수증기를 포함할 수 없는 상태

② 포화 수증기량 : 포화 상태의 공기 1㎥에 포함되어 있는 수증기량(g)

③ 포화 수증기량 곡선 : 기온에 따른 포화 수증기량을 나타낸 곡선으로, 온도가 높을수록 포화 수증기량은 증가한다.

※ 물의 끓음과 증발

① 끓음 : 끓는점에서 수증기가 되어 기체로 변하는 현상

② 증발 : 끓는점 이하에서 기체로 변하는 현상

⑶ 응결과 이슬점

① 응결 : 공기 중의 수증기가 액체 상태의 물방울로 변하는 현상

㉠ 불포화 상태의 공기가 포화 상태로 변할 때

㉡ 응결량(g/㎥) = 현재 공기 중의 실제 수증기량 - 냉각된 온도의 포화 수증기량

② 이슬점 : 공기가 냉각되었을 때 응결이 일어나기 시작하는 온도

㉠ 공기중의 수증기량이 많을수록 이슬점은 높아진다.

㉡ 현재 공기 중의 실제 수증기량 = 이슬점에서의 포화 수증기량

◉ 형성 평가

1. 15℃의 공기 1m3속에 6.4g의 수증기가 들어 있다면 상대습도는 몇 %인가? (단, 15℃에서 포화 수증기량은 12.8g/m3이다.)

2. 다음 중 온도와 포화 수증기량의 관계를 바르게 나타낸 그래프는?

3. 30℃에서 습도가 50%인 공기 10m3가 있다. 이 공기의 온도를 10℃로 낮출 때, 응결되는 수증기의 양은? (단, 포화 수증기량은 30℃에서 30.4g, 10℃에서 9.4g이다.)

① 11.6g② 42g③ 58g

④ 210g⑤ 320g

4-2. 봄철에 산불이 자주 나는 까닭은?

⑴ 습도 : 공기의 습한 정도를 나타낸 것

현재 공기 중의 수증기량(g/㎥)

습도(％) = ――――――――――――――― × 100

현재 온도에서의 포화수증기량(g/㎥)

⑵ 습도의 변화 : 계절과 장소에 따라 달라짐

① 기온의 일변화 : 하루 중 기온은 새벽에 가장 낮고, 오후 2시경에 가장 높다.

② 습도의 일변화 : 기온 변화와 반대로 나타나며, 맑은 날은 낮고, 비오는 날은 높다.

③ 이슬점의 일변화 : 맑은 날에는 대기 중에 포함된 수증기량이 일정하므로 큰 변화가 없다.

⑶ 습도계의 종류

① 건습구 습도계 : 물이 증발할 때 열을 흡수하는 원리 이용

② 모발 습도계 : 머리카락이 습한 정도에 따라 수축, 팽창하는 원리 이용

③ 자기 습도계 : 시간에 따른 연속적인 습도의 변화 측정이 가능

⑷ 습도의 측정

① 건습구 습도계와 습도표를 이용

(예) 건구 온도가 18℃이고, 습구 온도가 12℃이면 습도는 48％이다.

습구 온도 (℃)	건구와 습구의 온도차(℃)
	0	1	2	3	4	5	6
10	100	88	78	69	60	52	45
11	100	89	79	69	61	54	47
12	100	89	79	70	62	55	48
13	100	90	80	71	63	56	50

② 습도표에서 습도 읽는 법 : 세로의 습구 온도와 가로의 건구와 습구의 온도차가 만나는 숫자

[ 습도계의 종류 ]

◉ 형성 평가

1. 다음 그림과 같은 장치를 이용하여 알루미늄 컵의 바깥면이 흐려지는 순간의 온도를 재었더니 10℃였다. 현재의 기온이 30℃라면 습도는 대략 몇 %인가?

① 9%② 17.3%③ 30%

④ 66%⑤ 70%

2. 다음 그림은 어느 하룻 동안의 기온, 습도, 이슬점의 일변화를 나타낸 것이다. 그림에 대한 해석을 잘못한 것은?

① 계절은 봄 또는 가을이다.

② 기온이 높을 때 습도는 낮다.

③ 절대 습도는 거의 변하지 않았다.

④ 대기가 포함하고 있는 수증기량은 거의 변함없다.

⑤ 흐리거나 비가 오는 날이다.

4-3. 구름은 일기 예보관

⑴ 구름의 생성 과정

① 공기의 상승과 팽창 : 공기가 상승하면 기압이 낮아지므로 공기가 팽창한다.

② 공기의 냉각 : 공기가 팽창하면 열을 소모하므로 공기의 온도가 낮아진다.

③ 수증기의 응결 : 공기가 냉각되면 이슬점에 도달하여 수증기가 응결한다.

④ 구름의 생성 : 수증기가 응결하여 생긴 물방울이나 얼음 알갱이가 모여 구름이 만들어짐

공기 상승 → 부피 팽창 → 온도 하강 →

이슬점 도달 → 수증기 응결 → 구름 생성

⑵ 구름이 생성되는 경우

① 바람이 산의 빗면을 타고 올라갈 때

② 찬 공기가 더운 공기를 밀어 올릴 때

③ 더운 공기가 찬 공기를 타고 올라갈 때

④ 지표면이 다르게 가열되어 공기가 상승할 때

⑤ 저기압 중심으로 공기가 모여들어 상승할 때

⑶ 구름의 종류

① 모양에 따른 분류

㉠ 적운형 : 상승 기류가 강할 때 위로 솟아오르는 구름

㉡ 층운형 : 상승 기류가 약할 때 옆으로 퍼져나가는 구름

② 높이에 따른 분류

㉠ 상층운(5～13km) : 권운, 권적운, 권층운

㉡ 중층운(2～7km) : 고적운, 고층운, 난층운

㉢ 하층운(0～2km) : 층적운, 층운

㉣ 수직으로 발달한 구름 : 적운, 적란운

※ 여러 가지 구름

① 난층운 : 장마철에 주로 나타나는 두꺼운 비구름

② 권층운 : 햇무리나 달무리가 잘 나타나는 구름

③ 적운 : 뭉게 구름, 상승 기류가 강할 때 형성

④ 적란운 : 여름철에 주로 발달하며, 천둥, 번개를 동반

※ 안개와 구름의 차이 : 모두 수증기가 응결하여 생긴 물방울로 되어 있는데, 안개는 지표면 근처에 떠 있는 것이고, 구름은 하늘 높이 떠 있는 것

높이	종 류	기호	특 징
6～15 (km)	권 운 권적운 권층운	Ci Cc Cs	하얀 선이나 띠모양, 섬유상 구조 작은 물결 또는 생선 비늘모양 반투명, 햇무리나 달무리가 생김
2～6 (km)	고적운 고층운	Ac As	양떼모양 (암)회색의 차일 모양
2km 미만	층 운 난층운 층적운	St Ns Sc	안개와 비슷 암회색으로 전천 덮음, 지속적인 비 큰구름 덩어리 사이로 하늘이 관찰됨
3km 이하	적 운 적란운	Cu Cb	수직으로 발달된 구름 천둥, 번개, 소나기 등을 동반
< 구름의 분류 >

◉ 형성 평가

1. 다음 중 수증기의 응결로 만들어지는 것끼리 짝지어진 것은?

① 구름, 안개, 서리② 구름, 이슬, 서리

③ 안개, 서리, 우박④ 구름, 이슬, 안개

⑤ 눈, 서리, 우박

2. 안개가 잘 생기는 날은?

① 바람이 없는 맑은 날② 바람이 없는 흐린 날

③ 바람이 부는 맑은 날④ 바람이 부는 흐린 날

⑤ 일교차가 없는 맑은 날

3. 다음 그림과 같이 장치하고 플라스크의 피스톤을 갑자기 잡아당겼다. 플라스크 속에서 나타나는 현상은?

① 온도가 내려가고 맑아진다.

② 온도가 올라가고 맑아진다.

③ 온도가 내려가고 뿌옇게 흐려진다.

④ 온도가 올라가고 뿌옇게 흐려진다.

⑤ 아무런 변화가 없다.

4-4. 구름이 주는 선물-눈과 비

⑴ 비

① 빙정설(온대나 한대 지방):얼음 알갱이에 수증기가 달라붙어 커지면 눈이 되고, 내리다 녹으면 비가 된다.

② 병합설(열대 지방):작은 물방울들이 충돌하여 커져 비가 된다.

⑵ 눈:구름 속의 수증기 양과 온도에 따라 다양한 모양의 눈 결정이 형성된다.

⑶ 안개, 이슬, 서리, 우박

①안개:응결한 물방울이 지표 부근에 떠 있는 것

②이슬:응결한 물방울이 지표면의 물체에 맺혀 있는 것

③서리:기온이 0℃이하일 때 수증기가 물체의 표면에 직접 얼어붙은 것

④우박:강한 상승 기류가 발달한 구름 속에서 상승‧하강 운동을 반복하면서 성장한 얼음 알갱이가 떨어진 것

⑷ 강우량과 강수량

① 강우량:비의 양을 우량계로 mm단위로 측정

② 강설량:눈의 양을 적설계로 cm단위로 측정

③ 강수량:비, 눈, 우박을 모두 녹여 mm단위로 측정

⑸ 물의 순환:지구상의 물은 지표와 대기 사이를 끓임 없이 순환하면서 비와 눈 등의 기상 현상이 일어난다.

지표의 물⇒수증기⇒구름⇒비와 눈⇒지표의 물⇔요인:태양 복사 에너지

◉ 형성 평가

1. 열대 지방에서 내리는 비는 어떤 과정에 의해 만들어지는가?

① 구름 속의 얼음 알갱이가 녹아서

② 구름 속의 물방울들이 달라붙어서

③ 구름 속의 얼음 알갱이에 수증기가 달라붙어서

④ 구름 속의 물방울에 수증기가 달라붙어서

⑤ 구름 속의 물방울에 얼음 알갱이가 달라붙어서

2. 비의 양에 눈이나 우박 등을 녹여서 잰 양을 합친 것을 무엇이라고 하는가?

3. 기온이 영하일 때 수증기가 승화하여 생긴 얼음 알갱이가 지표나 물체에 달라붙은 것은?

4. 구름과 안개의 차이점을 바르게 설명한 것은?

① 구름은 수증기이고 안개는 물방울이다.

② 구름을 이루고 있는 물방울은 작고 안개를 이루고 있는 물방울은 크다.

③ 구름은 작은 얼음 알갱이고 안개는 물방울이다.

④ 지표면으로부터 높이 차이만 있을 뿐 본질적으로는 같다.

⑤ 구름은 기체이고 안개는 액체 상태의 물질이다.