<수업설명팁> 포화수증기량 상대습도 설명방법

얼마전 모임에서 수업시간에 사용하는 자료도 좋지만 수업시간에 쉽게 설명하는 방법을 배우고 싶다는 말을 들었습니다. 그래서 시간이 되는데로 자료가 아니더라도 수업시간에 제가 예를 들어 쉽게 설명하는 방법을 <수업설명팁>이라는 항목으로 관련단원에 적어 볼까 합니다.

 

첫번째로 포화수증기량과 상대습도에 대한 설명을 할때 사용하는 방법을 적어 봅니다.

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제가 수업시간에 설명하는 방법입니다.

 

포화수증기량 수업 할때 학생들에게 포화수증기량(교실의 의자갯수=최대한 들어올 수 있는 학생수)와 실제수증기량(실제 학생수)로 비교해 주곤 합니다.

 

포화수증기량곡선2.0 프로그램과 함께 사용하시면 더욱 좋습니다. <2024.4.18일 2.0으로 업그레이드 함>

아래 설명한 교실의 온도만큼 학생들이 들어갈 수 있는 가상으로 설명할 수 있는 기능  추가한 프로그램은 아래 링크에서 실행할 수 있습니다. 

https://sciencelove.com/1987

포화 수증기량 곡선 해석하기 프로그램 2.0

중요한 것은 2가지다

온도를 알면 우리교실의 포화수증기량(최대한 들어올 수 있는 학생수)을 알 수 있고
이슬점을 알면 우리교실의 실제 수증기량(실제 들어와 있는 학생수)을 알 수 있다.

 

교실의 온도만큼 학생이 교실에 들어갈 수 있다고 가정하자

1반 교실 온도가 20도라면 최대 몇명 들어갈 수 있지? ( 20명요 )
2반 교실 온도가 30도라면 최대 몇명 들어갈 수 있지? ( 30명요 )
우리 3반 교실 온도가 40도라면 최대 몇명 들어갈 수 있지? ( 40명요 )

 

 

이런식으로 각 교실에 온도를 알면 그 교실에 몇명이 들어갈 수 있는지를 알게 하면서 온도와 포화수증기량의 관계를 이해시킨다. 이때 주의할 점은 최대한 들어올 수 있는 인원이지 실제 들어와 있는 학생이 아니라는 점을 강조한다.

이때까지 실제 수증기량은 언급하지 않는다. 왜냐하면 한꺼번에 너무 많은 이야기를 하면 벌써 포기해 버리는 학생들이 생기기 때문이다.

 

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실제로 모든 교실에는 학생이 30명씩 들어가 있어 온도가 40도인 우리교실안은 어떤 모습일까?

(의자가 40개인데 30명이 들어있으니 아직 10명이 더 들어올 수 있어요)

그럼 몇% 들어와 있는 거지? (75%요)

그래 그게 상대습도야 최대한 들어올 수 있는 양과 실제로 들어와 있는 양을 비교해서 %를 내면 되지

 

그렇다면 온도가 20도인 1반 교실에는 어떤 일이 생길까?

(20명은 들어가지만 10명은 들어갈 수 없으니 나와야 해요)

그럼 상대습도는?  즉 최대한 들어갈 수 있는 인원(의자수)과 실제로 들어가 있는 인원을 비교해 봐 (100%요)

나머지 10명은 못 들어갔으니 어떻게 될까?(교실밖으로 나와야 하지 않을까요?)

그렇지 교실밖으로 나오거나 아니면 교실 의자에 앉지 못하고 유리창인나 주변벽에 달라 붙게 될거야. 그럼 수증기 상태로 존재하지 못하고 물방울로 바뀌게 되지

 

온도가 30도인 2반 교실은? (의자 30개 학생 30명이니가 습도 100% 겠네요)

그렇지

 

그렇다면 온도가 40도인 교실의 이슬점(온도)은 어떻게 알 수 있을까? 우리는 교실안을 들여다 볼 수 없고 우리가 아는 거라곤 현재 교실온도가 40도라는 것만 알고 있지.

(우선 아는걸 가지고 유추해 보면 교실온도가 40도니까 최대한 들어갈 수 있는 인원이 40명이겠네요)

그렇지 그런데 우리가 알고 싶은건 이슬점(온도) 이야. 즉 상대습도가 100%(포화수증기)가 되는 온도를 알고 싶은 거지

교실안에 몇명이 들어있는지 알 수는 없지만 교실의 온도를 서서히 내리게 되면 어떤 일이 생길까?

(교실안에 들어갈 수 있는 인원이 점점 줄어 드니까 어느 순간에 학생들이 꽉 차게 되고 결국은 밖으로 나오는 학생이 생기겠네요)

그래 학생이 꽉 차는 순간. 즉 습도가 100%가 되는 순간이 이슬점이라는 걸 알 수 있어

 

만약 1,2,3 반 교실의 학생이 30명이라면 교실의 온도와 상관없이 이슬점은 모두 30도가 되

재미있는 점은 현재 교실의 온도가 몇도인지와는 상관이 없다는 거야. 즉 이슬점을 알면 현재 교실안에 들어있는 학생수를 알 수 있다는 거지.

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자 그럼 문제를 내보지

현재 교실온도 30도 실제 들어와 있는 학생은 20명이라고 가정했을때 상대습도를 100%로 만드는 방법은?

(학생수를 10명 늘려 주거나, 아니면 교실 온도를 20도로 내리면 되겠지요.)

그렇지

만약 교실온도를 10도로 내리면?

(학생이 10명 밖에 못들어가니까 나머지 10명은 물방울로 응결하겠네요)

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너희가 지금 하고 있는 작업을 온도와 포화수증기량, 이슬점과 실제수증기량에 적용하면

포화수증기량 곡선과 상대습도까지 쉽게 이해할 수 있단다.

 

<참고>

자동차 앞유리에 습기가 생길때 에어컨을 틀어야 할까? 히터를 틀어야 할까?

https://sciencelove.com/2762

<수업설명팁> 자동차 앞유리에 습기가 생길때는 어떻게 해야 할까?(포화수증기량 곡선 해석)