乾燥 – 相対湿度に対する温度の影響

乾燥について初めてお話したのは、ずいぶん前の「乾燥を忘れずに」というブログでした。 このブログでは、クリーニングの一環としての乾燥の重要性を訴えました。

乾燥とは、簡単に言えば、洗浄やすすぎの結果として部品に残った液体を取り除くことです。 これには2つの方法があります。 1つは物理的な除去です。 液体を物理的に除去するには、重力によって液体が排出されるような方向に部品を置くだけでよい場合もあります。 あるいは、空気を吹き付けたり、遠心力や振動などの手段を用いて、乾燥中の部品から液体を除去する方法もあります。 もう1つの(そしておそらくより一般的な)乾燥方法は、蒸発です。

蒸発による乾燥は、一見とても簡単に見えます。 液体を蒸発させることは、何の変哲もありません。 私たちが日常的に目にしているプロセスです。 雨が降って、歩道が濡れる。 雨がやんで太陽が出てくると、歩道の水は蒸発してなくなります。 ほらね。 しかし、深く考えてみると、蒸発には思った以上に多くのことがあることがわかります。 蒸発の速度は温度に左右されますよね。 温度が高ければ高いほど、早く蒸発するのでは? そう、実はそうなのですが、実はそうではありません。 蒸発の速度は、実際には温度よりも相対湿度に大きく左右されます。 しかし、実はこの2つは相互に関連しています。 空気の温度が上がると、より多くの液体を吸収できるようになり、その結果、相対湿度が下がります。 相対湿度が下がると、乾燥が促進されます。

Chart of Specific Humidity vs. Temperature
温度が上がると、空気の一定量を飽和させるのに必要な水の量が増えます。
空気中の相対湿度が100%と50%になるために必要な空気量の水の量を示すグラフ
このグラフは、空気の温度が上がると、飽和させるために必要な水の量が指数関数的に増加することを示しています。

空気は温度が上がるとより多くの水を「保持」できるというのは、よくある誤解です。 実際には、空気はスポンジと同様に水を「保持」することはできません。 スポンジを水に浸して何度か絞ると、水がスポンジの細胞から空気を追い出し、最終的にはスポンジの内部空間のすべてを水が占めるようになります。 スポンジは水で “飽和 “した状態になる。 スポンジを水から離すと、水の大部分が流れ出てしまいます。 湿度100%の空気は、水で飽和しています。 水分で飽和した空気を加熱すると、飽和度が下がり、再び飽和(左利きの場合は不飽和度が下がる)状態になるためには、さらに水分が必要になります。 水で飽和している空気は、相対湿度が100%になります。 完全に飽和するのに必要な水分の50%しか含まれていない空気は、相対湿度が50%です。 同様に、飽和状態にある空気の温度を下げると、水が霧や水滴となって空気中に出てきます。 露点」とは、空気が完全に飽和状態になる温度のこと。

相対湿度(%)とは、ある空気量に必要な水分量を、その空気量を完全に飽和させるために必要な水分量で割ったものです。 乾燥においては、温度と湿度の役割とその関連性を理解することが重要です。 これについては、次回のブログで詳しくご紹介します。

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