株式会社ジェイ・サイエンス・ラボ

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初心者のためのガスクロ講座番外編 第5回 水蒸気について その1

今回は我々にとって最も身近な液体、「水」についてのお話です。
水は温めると気体(水蒸気)に、冷やすと固体(氷)になります。今回からの講座では主に気体(水蒸気)について重点的に解説していきます。
 

バブラー

まずは、ガスの流路内に定量の水(水蒸気)を効率よく混入させることができる機器、「バブラー」について紹介します。
平行して、湿度や露点のことなども簡単に勉強しましょう。

 

バブラーの基本的な構造


図のように水を満たしたタンクに、導入ガス配管を水中に設置します。タンクは密閉されており、上部にガスの排出口を設けています。
導入ガス配管からガスを流せば、水中からブクブクとガスが排出され、上部の排出口から加湿ガスが採取できます。概ね、ガスを流した時の温度の相対湿度:約90%が得られます。加湿ガスの詳細を確認するため、露点計をバブラーの2次側に設置するケースが多くあります。

 

相対湿度ってなに?

相対湿度とは、ある温度における飽和水蒸気量に対するその時の空気中の水蒸気量の比率(%)のことです。
湿度は、後述のように温度によって数値が大きく変化します。「相対」を、”〇〇℃の時の”という意味と捉えるとわかりやすいですね。
  

飽和水蒸気量ってなに?


ある温度において1m3空間に存在できる水蒸気の質量をgで表したものです。(図参照)
例えば…
“空気中に5g/m3の水蒸気が存在した場合”
 気温が 5℃の時…相対湿度 73.6%
 気温が30℃の時…相対湿度 16.5%
大切なことを簡単にまとめましょう。
「空気は水蒸気を含むことができる」
「温度によって含むことができる水蒸気の量が違う」
「飽和水蒸気量の表は相対湿度100%の時の水蒸気の量のこと」
 

露点計って何?

露点計とは、露点温度を測定できる機器です。計測したい雰囲気に露点計のセンサーを設置すれば、簡単に露点温度を測定できるとても便利な機器です。

よくある使用方法

露点がわかれば、気温に関係なく「この空気中にどれくらいの水蒸気があるのか」がわかるからです。例えば「露点が15℃の空気」なら、気温が30℃でも60℃でもその空気は12.8g/m3の水蒸気を含んでいる、ということがわかるのです。

 

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