結露とは~結露の原因と仕組み~

2023年10月10日

結露とは~結露の原因と仕組み~

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結露とは

窓に水滴がついていたり、コップに水滴がついていたりするあのことです。

夏場、洞窟なんかに行くと壁が濡れていたりしますね。あれも結露です。

現象は知ってるけど、原因や仕組がわからないことって多いですね。私もガレージの結露で悩むまでは、全然知りませんでした。

割と簡単なので、読んでいってください。

飽和水蒸気量

難しい言葉がでてきました。なるべく話を簡単にします。

まず、空気は水が持てます。

こんな感じ。

飽和水蒸気量

空気は、温度が上がると持てる水の量が増えます。

わかりやすく、1℃上がるごとに持てる水が1個増えることにします。

2℃なら2個。

10℃なら10個。

30℃なら30個。

こんな感じ。

飽和水蒸気量

飽和水蒸気量とは空気が持っていられる水のことです。

厳密な定義はコチラ

飽和水蒸気量とは1㎥に存在できる水蒸気量のことです。これは数値が決まっており、10℃の飽和水蒸気量は 9.39 g/㎥ 。20℃の飽和水蒸気量は17.3g/㎥。30度の飽和水蒸気量は30.3g/㎥です。ここでは、便宜上簡単な数字にしていますが、詳しく知りたい人はwikiとかを見てください。

湿度とは

30℃の空気は最大で30個の水が「持て」ます。

「持てる」だけで、実際何個持っているかはその時によります。

この図を見てください。

湿度とは

30℃は30個の水が持てます。手が30本ありますよね。

でも、実際に15個しかっていません。

30個持てるのに、15個しか持っていない…

これを数式にするとこうなります。

15 ÷ 30 × 100 = 50

これが「湿度50%」の状態です。

ちょっと馴染みのある感じになりましたね。

天気予報とかで聞いたことありますよね。湿度〇%。

あれは、こういう状態をいっています。

湿度が上がる仕組み

ここからが本題。

15の水を持った30℃の空気があります。

湿度が上がる仕組み

「暑いなぁ」ってことでエアコンを入れました。

冷たい風で冷やされ、20度まで下がったとしましょう。

20℃は20個の水が持てましたね。

その状態がこちら。

湿度が上がる仕組み

20個持てるのに、15個しか持っていない…

15 ÷ 20 × 100 = 75%

つまり、「湿度75%」です。

結露の仕組み

その後、「冷たいものが欲しいな」ってことで、冷えたジュースをコップに注ぎました。

コップの表面温度は10℃としましょう。

そこにくっついた空気は10℃まで冷やされました。

ここで出てくるのが飽和水蒸気量!

10℃の空気は10個の水が持てました。

その状態がこちら。

結露の仕組み

10個持てる状態で、10個持ってる。

10 ÷ 10 × 100 = 100

「湿度100%」です。

そして、元々15個ありましたよね。

そう。10℃の空気は10個しか持てないんで、5個はポイするしかありません。

ポイした5個はどうなったか?

お分かりですね。

コップについた雫。

これが結露の仕組みです。

参考にしてください。