[중3과학 요점 정리] 2단원 4차시 – 대기 중의 수증기와 응결 현상
차가운 컵에 맺힌 물방울, 새벽의 이슬, 안개...
이런 현상들은 모두 공기 중 수증기가 물방울로 변해 나타나는 응결 현상입니다.
이번 시간에는 공기 중 수증기가 어떻게 물방울로 바뀌는지, 응결이 일어나는 원리, 포화 수증기량, 이슬점에 대해 알아보겠습니다.
💧 응결이란?
- 공기 중 수증기가 물방울로 변하는 현상
- 컵에 물방울이 맺히거나 새벽에 이슬이 생기는 이유
공기 속 수증기가 포화 상태를 넘으면, 더 이상 공기 중에 머물 수 없어 물방울로 변하게 됩니다.
📦 포화 상태와 포화 수증기량
- 포화 상태: 공기 속 수증기가 더는 들어갈 수 없는 상태
- 포화 수증기량: 1kg의 공기에 들어갈 수 있는 최대 수증기량(g)
예시:
- 30℃일 때 → 포화 수증기량 약 30g
- 10℃일 때 → 포화 수증기량 약 10g
온도가 낮아지면 공기가 머금을 수 있는 수증기량도 줄어듭니다
🌡️ 온도 변화에 따른 응결
1. 공기 온도가 낮아지면 → 포화 수증기량이 줄어듦
2. 기존에 포함된 수증기가 남게 됨
3. 남은 수증기 → 물방울로 변해 응결 발생
예시
- 30℃에서 27g 수증기를 가진 공기를
- 20℃로 낮추면 → 포화 수증기량: 15g
- → 남은 12g은 응결되어 물방울로 변함
📊 포화 수증기량 그래프
- x축: 온도 (℃)
- y축: 포화 수증기량 (g)
그래프 위에 점이 있다? → 이미 수증기가 과포화 → 응결 발생
🌙 이슬점(Dew Point)이란?
- 응결이 시작되는 온도
- 즉, 공기를 냉각시킬 때 처음 물방울이 생기기 시작하는 온도
그래프에서 공기의 현재 상태를 점으로 표시 → 점이 그래프와 만나는 온도가 이슬점
🧠 예제 문제 정리
문제 1
30℃, 수증기 17.3g인 공기의 이슬점을 구하라
→ 그래프와 교차하는 지점: 20℃ → 이슬점은 20℃
문제 2
20℃, 포화 상태의 공기를 10℃로 냉각했을 때 응결량은?
- 20℃ 포화 수증기량: 17.3g
- 10℃ 포화 수증기량: 9.4g
- 응결량: 17.3g - 9.4g = 7.9g
✅ 마무리 정리
- 응결: 공기 중 수증기가 물로 변하는 현상
- 포화 상태: 더 이상 수증기를 포함할 수 없는 상태
- 온도가 낮아지면 포화 수증기량도 줄어든다
- 초과된 수증기는 응결되어 물방울로
- 이슬점: 응결이 시작되는 온도
응결은 기상 현상의 기본 원리이며, 날씨 예보와도 매우 밀접한 개념입니다.
