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雲発生実験
昨年に引き続き、環境学科3年生が実習で使った人工雲発生装置の展示をします!
この展示では実際にフラスコの中に雲を作って、雲と気温、湿度、圧力の関係を調べます。
今回は実験装置を使って部屋の湿度を調べてみました!
まず原理の説明です。熱力学の原理を用いて計算をすると、次のような式が得られます。
w=εes (T0 (pc/p0 )^(R/cp ) ) [pc-es (T0 (pc/p0 )^(R/cp ) )]^(-1)
この式に基づくと、温度(T0)と圧力(p0)がわかっている空気を、熱の出入りをさせずに膨張させたとき(断熱膨張)雲が発生する気圧(pc)を測定することが出来れば水蒸気混合比(w)を知ることができます。
このアイデアを使って水蒸気混合比を測定するために実習で制作したのが人工雲発生装置です。
装置を模式化したものが以下の図になります。
装置の仕組み
①と④からフラスコ内に空気が出入りします。
②は温度と圧力を計測するための装置です。
この装置をうまく動かすことでフラスコ内の③で雲が発生します。
雲の発生は、レーザー光源から光検出器に向かう光量の変化によって検知します。
ある量まで光量が減った時の気圧を測定することで、雲発生時の気圧のデータを得ることができます。
この装置の温度検出器、光検出器、バルブ制御装置は、環境学科の三年生がはんだごて等を用いて実習で作成したものです。
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