結露とは何か？仕組みを分かりやすく図解！

このページでは結露とは何か。また結露の仕組みをわかりやすく図で解説しています。

１．結露とは何か？

結露（けつろ）とは、”空気中に含まれている水蒸気（気体）が、水滴（液体）として現れて物体の表面に付着する現象のこと”です。

（水蒸気は、水が気体に状態変化したもので、無色透明なため目で見ることはできません）

日常的に見かけるものでは、冷たい飲み物の入ったコップの外側に水滴が付着したり、窓ガラスや車のフロントガラスに水滴が付着して曇（くも）ってしまうのも結露が原因です。

ちなみに”空気中に含まれている水蒸気（気体）の割合（％）のこと”を「湿度（しつど）」と言います。

結論からいってしまうと結露が発生するのは、”空気の温度が下がることで、その空気中に含むことができなくなった水蒸気（気体）が、水滴（液体）として現れて物体の表面に付着するから”です。

日常的に湿度0％（空気中に水蒸気が含まれていない）という状況はほとんどないため、空気中には一定量の水蒸気（気体）が含まれています。

では窓ガラス（冬：結露が発生しやすい）に発生する結露を例にして、以下の順番で結露の仕組みについて解説していきます。

まず冬は暖房をするので、室内の気温（空気の温度）は高く、外の気温（空気の温度）は低いです。

窓ガラスは外の冷たい（温度の低い）空気によって外側から冷やされ、窓ガラスを伝わっていき、室内側の窓ガラスまで冷やされます。

そして上図のように、冷やされた窓ガラス（室内側）の周りに存在している暖かい（温度の高い）空気にも伝わっていくため、その暖かい空気も冷やされます。

空気の温度によって空気中に含むことのできる水蒸気の最大量は異なり、温度の高い空気ほど水蒸気（気体）を多く含むことができ、反対に温度の低い空気ほど含むことができる水蒸気は少なくなります。

（なので暖房の効いた室内の暖かい（温度の高い）空気は、多くの水蒸気を含むことができます）

そして水蒸気を多く含んだ温度の高い空気は、冷やされて温度が下がると、含むことができる水蒸気量が少なくなってしまうため、水蒸気を含んでおくことができなくなります。

これにより空気の容量を超えてしまった水蒸気（気体）は、小さな水滴や小さい粒状の水（液体）になります。

室内側の窓ガラスの周りに存在する暖かい（温度の高い）空気は、冷やされて温度が低くなるため、空気中に含むことができる水蒸気の最大量が減ってしまいます。

これにより上図のように、その空気中に含むことができなくなった水蒸気（気体）が、水滴（液体）として現れて窓ガラス（室内側）の表面に付着する（結露が発生）、というわけです。

（結露：空気中に含まれている水蒸気（気体）が、水滴（液体）として現れて物体の表面に付着する現象）

夏に窓ガラスに結露が発生しにくいのは、”窓ガラスの外側の周りに存在する空気の温度がそれほど下がらないから”です。

夏は室内に冷房をかけるため、窓ガラスに結露ができる場所が冬とは逆になり、（結露が起こるとしたら）窓ガラスの外側に水滴が付着することになります。

例えば冬の外の気温が0℃（冬の場合）、冷房の設定温度が20℃（夏の場合）だとすると、窓ガラスの周りの空気（冬は室内側、夏は外側）はそれに近い温度に冷やされます。

これにより夏の窓ガラスの周りの空気は冷やされても温度がそれほど下がらず、空気中に含むことができる水蒸気の最大量が多いため、（窓ガラスの外側に）結露が発生しにくい、というわけです。

以上が「結露とは何か？分かりやすく結露の仕組みを図解！」でした。

これまで説明したことをまとめますと、