空気

【空気】絶対湿度と相対湿度の違いとは

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紅葉の季節になり、気温が下がることで空気が乾燥してきました。

空気が乾燥してくると、粘膜の力が弱まるため、風邪をひきやすくなります。

皆さんは乾燥対策をしっかりされているでしょうか?

 

さて、今回は湿度について考えていきたいと思います。

空気中の水分量を表す「湿度」。

普段何気なく使っている指標ですが、ちゃんとした定義を説明できますか?

 

今回は、「湿度」の中でも「絶対湿度」と「相対湿度」の違いについて記載してみたいと思います。

1. 湿度とは?

Wikipediaによると「湿度」の定義は次のように述べられています。

湿度(しつど、英: humidity)とは大気中に、水蒸気の形で含まれる水の量を、比率で表した数値。空気のしめり具合を表す。
空気が水蒸気の形で包含できる水分量(飽和水蒸気量)は、温度により一定している。この限度を100として、実際の空気中の水分量が最大限度の何%に当たるかを比率で表した数値が、湿度である。

(出典:Wikipedia「湿度」

つまり、空気中に含まれる水分と空気の割合を表すものが湿度ということになります。

空気と水分の割合は、体積や質量で表され、それぞれに湿度の呼び方が変わります。

2. 絶対湿度と相対湿度

湿度を考えるときに、重要になるのが絶対湿度と相対湿度の違いです。

わざわざ湿度を2つに分けている理由は、空調などで湿度を数値で表す際に便利だからという理由なようです。

2-1. 絶対湿度

絶対湿度は乾き空気1kgあたり、または1m3あたりに含まれる水蒸気量のことです。

質量の場合は、重量絶対湿度、体積の場合は容積絶対湿度と呼び方が変わります。

式で表すと次のようになります。

重量絶対湿度をxm、容積絶対湿度をxvとすると

$$xm=\frac{mw}{ma}$$

$$xv=\frac{Vw}{Va}$$

空調工学などでよく利用されます。

2-2. 相対湿度

一方、相対湿度はその温度の空気が最大に含める水蒸気量を基準にした割合です。

式に表すと次のようになります。

相対湿度をφ、水蒸気の圧力をPw、ある温度の飽和蒸気圧をPsとすると

$$φ=\frac{Pw}{Ps}$$

天気予報や部屋の湿度を表すときには一般的に相対湿度が用いられます。

上の式から相対湿度100%の状態は飽和湿り空気、0%の状態は乾き空気ということになります。

3. まとめ

相対湿度と絶対湿度の違いは、試験でもたまに出題されるので、しっかり押さえておきたいポイントです。

私も一度、これを理解していなかったために解けなかった問題があったので、簡単にまとめておきました。

2020/2/29

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エコおじい

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