水蒸気の法則

(2012/10/01) 追記。p(t) と言う水蒸気圧は大気中に於いては何の意味も持たないのである。大気圧は常に、1013[h Pa](=99.3[N/㎡]) の1気圧前後の値である。大気圧下での水蒸気密度は、水蒸気密度の式ー大気中ーに述べた。

昨日、水蒸気に関する発見的法則を得た。それが上の図式の(9)式である。気体についての古い法則は「ボイルの法則」が有る。物理学理論で、現代は気体に関して「気体分子運動論」が支配している。20世紀の初頭から、気体分子論で運動エネルギーとしてみなす理論が主流となって、現在に至っている。それは『温度』の意味の解釈にも反映し、高等数学に依存した難しい物理学になってしまった。『温度とは何か』が問うもの でボイル・シャルルの法則と温度について述べた。『温度』は物理量ではないと言う認識で、私は捉えている。風とは何か?渦巻の法則。などを考察している内に、『水』の自然現象における重要な意味合いが見えて来た。その結論として、今回の「水蒸気の法則」としての分かり易い数式に到達した。『津波現象』も水の成す大きな自然の姿である。『水』に日常生活でとても大きな関わりを持って生きている。物理学、理科教育で日常生活に関する市民の科学認識の為に、『水』に関する教育が欠かせないと痛感する。

法則としての(9)式の意味 気体分子運動論ではボルツマン定数やアボガドロ定数あるいは1モル等が基礎知識として要求される。しかし(9)式にはそんな物は一切必要ない。水蒸気も気体分子としての自然現象を担う。(9)式はボイルの法則で、圧力と体積の積が 「p×V=一定」の意味に対して、体積 V に相当する物が水蒸気密度 ρ(t) の逆数で入っている。即ち、水蒸気1キログラム当たりの体積がそのVに相当する。温度によって水蒸気の量、質量Kgが変化する訳であるから、逆に水蒸気の単位質量 1Kg 当たりの占める体積が変化する訳である。だから、ボイルの法則の体積 V [㎥] が温度により膨張・収縮する現象を、その密度の逆数として式に含まれていると見做せる。

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