化学地学物質の状態・構成・変化理科生活と物質

「結露」を防ぐには?対策はあるの?例題で考えよう!理科教員資格ありのライターが解説

例題1

今、室温が20℃、湿度が60%としましょう。除湿機を使って湿度を下げ、結露が発生しないようにしたい。外気温が5℃の時、湿度を何%以下にすればよいか。ただし、窓ガラス及び窓ガラス近辺の空気は外気温と同じ5℃まで冷やされるものとします。20℃、5℃の飽和水蒸気量はそれぞれ17.2g/m3、6.8g/m3を用いましょう。

例題1の解説

題意より、空気が5℃に冷やされても湿度が100%を超えない水蒸気量にすればよいわけです。5℃における飽和水蒸気量は6.8g/m3で、これより少ない水蒸気量にすればokですね。20℃の時の飽和水蒸気量は17.2g/m3なので、湿度は6.8÷17.2=40%以下にすれば結露を出さずに済みます。

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温度が高いほど、気体として存在できる水「飽和水蒸気」の量が多い。つまり、温度差が大きいほど飽和水蒸気量の差も多く結露が現れやすいわけだ。ここからは地学に加えて、物理の熱力学に近い内容も絡んでくるが、カーテンを使って結露を防ぐことを考えてみよう。

4.断熱カーテンによる結露対策法

暖かい空気が突然冷やされるから、水蒸気として存在できなくなった分が水滴として現れるから結露になる。ということで、暖かい空気と窓ガラスを直接当てなければ結露の対策になります窓ガラスと室内をカーテンで仕切って断熱し窓ガラス近辺の空気は冷たいままにしてみましょう。

例題2

例題2

image by Study-Z編集部

室温を20℃、屋外温度および窓ガラスを0℃とし、カーテンと窓ガラス間と室内空気はともに湿度60%とした時、結露を発生させないためにはカーテンと窓ガラス間の空間は何度以下にすれば良いでしょうか。ただし、20℃における飽和水蒸気量は17.2g/m3、0℃では4.9g/m3とし、温度と飽和水蒸気量の関係は以下のグラフから読み取るものとします。

image by Study-Z編集部

例題2の解説

0℃における飽和水蒸気量は4.9g/m3であり、この水蒸気量で湿度が60%になるときの温度が窓ガラスとカーテンの空間の温度です。グラフより約℃と求まりますね。

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