112學測自然 第6題 詳解

答案(A)(E)看逐步解析 ↓

逐步解析

1. 1

   乾溼球在量什麼

   溼球溫度計的球部包著一層溼紗布，紗布上的水蒸發時會帶走熱量，使溼球的讀數低於乾球。空氣越乾燥，水分蒸發得越快、帶走的熱越多，溼球降得越低，乾球與溼球的溫度差就越大；反過來，空氣越接近飽和，蒸發越難進行，兩支溫度計的讀數就越接近。所以乾球溫度減去溼球溫度得到的差值，量的是「這團空氣離飽和還有多遠」，也就是相對溼度。
2. 2

   差值為零的意義

   甲地乾球與溼球都是 $30\ ^\circ\mathrm{C}$，乙地乾球與溼球都是 $20\ ^\circ\mathrm{C}$，兩地的乾溼球差都是 $0\ ^\circ\mathrm{C}$。差值為零表示溼紗布上的水根本蒸發不出去，空氣中的水氣已經達到該溫度下所能容納的上限，兩地都處於飽和狀態，相對溼度都是 $100\%$。因此 (A) 兩地的相對溼度一樣，敘述成立；(B) 說甲地相對溼度較高、(C) 說甲地相對溼度較低，兩者都與「同為飽和」矛盾，皆錯。
3. 3

   飽和量隨溫劇增

   相對溼度的定義是「空氣中實際的水氣量」除以「該溫度下的飽和水氣量」。分母並不是定值，而是隨氣溫升高而急遽增加：$30\ ^\circ\mathrm{C}$ 的飽和水氣壓約為 $42$ 百帕，$20\ ^\circ\mathrm{C}$ 卻只有約 $23$ 百帕，兩者相差將近一倍。換句話說，相對溼度相同只代表兩地的分子與分母比例一樣，完全不代表分子一樣多，這是本題的核心。
4. 4

   比較兩地水氣量

   甲地是在 $30\ ^\circ\mathrm{C}$ 達到飽和，實際水氣量就等於 $30\ ^\circ\mathrm{C}$ 的飽和水氣量；乙地是在 $20\ ^\circ\mathrm{C}$ 達到飽和，實際水氣量等於 $20\ ^\circ\mathrm{C}$ 的飽和水氣量。前者明顯大於後者，所以甲地空氣中的水氣含量較多，(E) 成立；(D) 說兩地水氣含量相等、(F) 說甲地水氣較少，都與飽和水氣量隨溫度遞增的事實相反，皆錯。答案選 (A)(E)。

關鍵觀念：#相對溼度 #水氣含量 #乾濕球溫度計