1分で完了!『気温と空気の重さ』理解度チェッククイズ!

問題 1 / 3
「気温が上がると空気が軽くなる」という現象の、物理的な正確な説明として最も適切なものはどれか。
正解はC。空気が温まっても、空気分子の質量自体は変わりません。温度が上昇すると分子の熱運動が活発になり、空気は膨張して体積が増加します。同じ質量がより大きな体積を占めることになるため、密度が低下し、結果的に「軽く感じられる」のです。この関係はシャルルの法則や理想気体の状態方程式によって説明されます。
Aは誤り(分子の質量は変化しない)。Bは誤り(温度変化で分子の数は増減しない)。Dは水蒸気の影響は「わずか」であり、温度の影響が最も顕著というのが記事の主旨で、主たる原因の説明として不適切です。
問題 2 / 3
空気の密度に影響を与える要因について、最も正確に述べているものはどれか。
正解はB。記事では「実際の空気の密度は、温度だけでなく、気圧や湿度によってもわずかに変化する。ただし、温度の影響が最も顕著」と明記されています。気圧が上がれば空気は圧縮されて密度が増し、湿度(水蒸気)も密度にわずかな影響を与えますが、いずれも気温の影響ほど大きくありません。
Aは「気圧・湿度が一切関係しない」が誤り。Cは気温と気圧の優劣関係が逆で誤り。Dは湿度の影響が気温より大きいとするのは誤りで、なお水蒸気は乾燥空気より軽い(密度が低い)ため湿度が高いほど空気は「軽く」なる方向に働きます。
問題 3 / 3
気温と空気密度の関係が引き起こす「対流」について、正しく説明しているものはどれか。
正解はD。気温が高い(暖かい)空気は分子の熱運動が活発で膨張し、密度が低く(軽く)なって上昇します。気温が低い(冷たい)空気は分子運動が遅く収縮し、密度が高く(重く)なって下降します。この密度差による鉛直運動が対流であり、積乱雲の発達や海陸風など多くの気象現象の基本原理です。
Aは暖気と寒気の密度の大小が逆で誤り。Bは対流の原因を気圧差のみに帰するのは不正確で誤り。Cも密度と温度の関係が逆になっており誤りです。

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