もいすちゅ〜の水分講座

水について考える

露点とは?

気体を冷却していくとき結露、すなわち凝結が起こる温度。
これは結果的には、空気が水と平衡状態にあり飽和している温度です。

お客様の目の前の空気を冷やした時、10℃で結露が起きたとします。その場合、「露点温度10℃の空気」という言い方をします。

写真の様な場合、10℃以下のビールをグラスに注いだため、グラス表面が10℃以下に冷やされ、結露がおきるわけです。
空調や、気象観測の分野ではこの程度ですが、工業や半導体等の分野では「露点温度-80℃の窒素、もしくはエアー」等の場合もあります。その場合、-80℃まで温度を下げた場合に結露が起きる、そのぐらい水分量の少ない窒素、もしくはエアーである、ということになります。
また、逆に水分が多い場合、「露点温度+90℃」といった場合もあり、燃料電池や、環境試験、恒温槽等で用いられます。
同じ気体中の水分量を表す単位としては相対湿度(天気予報などで用いられる単位です)を目にすることが多いと思いますが、「相対」と言うだけあって、温度に影響を受ける、「割合」を表す単位です。対して露点は温度に影響を受けない、「絶対水分量」を表す単位です。

イラスト:結露

つまり露点とは

露点温度計により直接測定を行なうか、温度と相対湿度から水蒸気圧(湿り空気中の水蒸気分圧)を求め、その水蒸気圧を飽和水蒸気圧とする温度を求めることにより得ることができます。 露点と温度と相対湿度の関係図は右図に示します。

図:露点と周囲の温度と相対湿度の関係図
露点と周囲の温度と相対湿度の関係図

飽和水蒸気

また、水蒸気を含む空気は、露点まで温度が下がると、水蒸気の凝結が始まります。さらに気温が下がるとその気温の飽和水蒸気量以上の水蒸気は水となります。下の図で、Aという気温の空気に青点線の水蒸気が含まれていたとします。この空気の温度を下げていくと、水蒸気が飽和に達する気温をBとし、これが露点となります。さらに気温をCまで下げると飽和水蒸気量以上の水蒸気(青実線)は水蒸気のままではいられないので水となります。

図:飽和水蒸気圧曲線
飽和水蒸気圧曲線
最適な機器、
サンプリングが必要

露点測定のためには、最適な機器、サンプリングが必要です。

どんな気体を測りたいのか、不純物の有無、露点の範囲、必要な精度等を御伺いしたうえで、静電容量式露点計や、鏡面冷却式露点計、五酸化リン式露点計等最適なご提案をさせていただきます。