吸湿性は、所有財産であることにより、 特定の物質が周囲環境へ又はから水分子を吸収または放出。吸湿性物質は、一定の平衡湿度に達するまで、または物質が飽和するまで、周囲の空気から水蒸気を吸収(または放出)する能力を持っています。
各物質には、特徴的な平衡湿度があります。環境にこの程度の湿度がある場合、物質が環境の水の分子を捕捉する速度は、放出される分子の数に等しくなります。
図1.シリカゲルは吸湿性物質と見なされます。出典:Pixabay。
一方、空気の湿度は、海、河川、地中の水、植物や動物の呼吸や蒸散など、さまざまな発生源からの蒸発による大気中の水蒸気によるものです。
空気中に保持される蒸気分子の量は、気温によって異なります。温度が高いほど、空気中の水分子の保持力が高くなります。しかし、周囲の湿度が特定の材料の平衡湿度を超えている場合、その材料は環境から水分子を拾います。
部屋のドライヤーとしては、平衡湿度が低い材料と物質が使用されます。これは、図1に示すシリカゲルと塩化カルシウムの場合です。
吸湿性物質
空気中の水蒸気やその周囲の液体をとらえる物質は吸湿性の物質であり、前述のように環境乾燥剤として利用されています。
吸湿性物質の作用メカニズムについては、基本的に2つのタイプがあります:
-水分子は、化学的に反応することなく、物質の結晶構造に閉じ込められます。
-水分子と問題の物質の間で化学反応が起こります。
前者の場合は硫酸ナトリウムがあり、後者の場合は水と強く反応するアルカリ金属と水素化物があります。
その他の吸湿性の物質または材料は次のとおりです。
-論文
-綿繊維
-木材
-シュガー
-はちみつ
-エタノールやメタノールなどの一部のアルコール
-水酸化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化ナトリウムなどの販売。
塩分、砂糖、蜂蜜など、吸湿性のある物質は、吸収する水に溶けやすい傾向があります。自ら吸収した水に溶解する物質を潮解性物質といいます。
吸湿膨張係数
水分を閉じ込める材料または物質が膨張する可能性があり、この場合、周囲の材料に応力またはひずみが発生します。これは、周囲の湿度を取り込んで、パッケージを膨張させて破裂させる古いバッテリーの場合です。
別の同様のケースは、本のラミネートされたカバーで発生します。これは、湿気を吸収する段ボール面で構成されますが、プラスチックフィルムは吸収されません。非常に湿度の高い環境では、段ボールが水を吸収して膨張し、蓋が外側にたるみます。
前の段落で説明した2つの異なる材料の水和による示差膨張の特性は、湿度計などの環境湿度を測定する機器の構成に使用されています。
湿度計
湿度計は、周囲の湿度を測定するために使用される機器です。この目的のために設計された機器は、周囲の湿度を間接的に測定します。
たとえば、センサーとして機能する物質による水分の吸収に起因する機械的な変化である可能性があります。
図2.二層スパイラルコイル湿度計(金属-塩を含浸させた紙)。出典:ウィキメディア・コモンズ。
空気で隔てられた2つの金属板の電気容量は、環境の湿度の変動により、わずかに変化する場合があります。
特定の材料の電気抵抗率は、周囲の湿度の変化にも敏感です。湿度センサーとして使用されるのはこれらの特性です。
乾湿球と湿球の2つの温度計の温度差に基づいて湿度を計算する乾湿計と呼ばれる特定の種類の湿度計があります。
RH
湿度計は一般的に空気の相対湿度を測定します。これは、空気の湿度を飽和空気の湿度で割って100を掛けた商として定義されます。したがって、相対湿度は便宜的にパーセンテージで表されます。
相対湿度の決定を可能にする式は次のとおりです。
この式では、Pvは蒸気圧で、Pvsは飽和蒸気圧です。
空気が水蒸気で飽和していることを確認するために、露点が検索されます。これは、空気がより多くの水蒸気を受け入れず、金属やガラスなどの冷たい物体に凝縮し始めるような温度まで温度を下げることで構成されます。
露点での湿度測定は、相対湿度スケールで100%です。
比湿
別の非常に有用な量は、比湿度です。これは、湿った空気1000グラムあたりの水蒸気のグラム数として定義され、次の関係を使用して決定されます。
-例2(家庭用実験)
次の実験は、木材の吸湿性、つまり水を吸収して膨張と力を生み出す能力の実際的および視覚的な実証です。
5つの木製のつまようじを半分に分割しますが、完全に分離することはありません。次に、次の図に示すような円に配置されます。
図3.乾燥した、壊れたつまようじの中央の初期配置。出典:raulexperimentos.blogspot.com
中央に水滴を置きます。水滴が木の棒の配置の中央に落ちるとすぐに、木材の繊維を介した水の吸着(吸収と混同しないでください)により、水滴は膨張する傾向があります。
次第に次の図に示すように、木材は徐々に膨張するため、すぐに活気を帯びるようになり、約1分後に結果が表示されます。
図4.水分吸着によるつまようじの最終処分。出典:raulexperimentos.blogspot.com
参考文献
- バイオスタディ。天然素材の2つの鍵。吸湿性と蒸気拡散。回収元:mirencaballerobioestudio.com
- raulexperiments。木材、異方性、吸湿:星が誕生します。回復元:raulexperimentos.blogspot.com
- TIS。吸湿性/驚くべき挙動。リカバリー元:tis-gdv.de
- ウィキペディア。湿度計。から回復:es.wikipedia.com
- ウィキペディア。吸湿性。から回復:es.wikipedia.com
- ウィキペディア。絶対湿度。から回復:es.wikipedia.com
- ウィキペディア。空気湿度。から回復:es.wikipedia.com
- ウィキペディア。RH。から回復:es.wikipedia.com
- ウィキペディア。吸湿。から回復:en.wikipedia.com