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理科と生活(洗濯物編)

こんにちは。

理科って数学以外の自然科学なので、生活と密接に結びついていることが多いですね。
という事で「理科を使って生活を向上させよう!」というテーマで色々書いていけたらと思います。
今回は洗濯物編です。

洗濯物が乾く

洗濯物を干して乾かしますよね。
水が水滴となり、落下して乾いているわけではありません。
水が「蒸発」しているんですね。

水が蒸発するのは100度じゃないの?

沸点と凝固点

100℃という温度は、水が沸騰する温度で「沸点」と言いますね。
0℃は氷になる温度で「凝固点」と言います。
余談ですが温度の単位セルシウス度「℃」はこの水が1気圧の下で氷になる温度と沸騰する温度をもとに決めていました。
曖昧な単位なので、ケルビン「K」という単位をもとに決め直されてしまいました。
「絶対零度」という温度は「-273.15℃」なんて中途半端な値になっているのはそのためです。
ケルビン「K」では絶対零度はちゃんと「0」です。

飽和水蒸気量

さて、本題ですが沸騰するというのは「液体でいられない」という状態です。
我慢できずに液体の中から次々と気体になってボコボコ言いながら気化し気体になります。
蒸発というのは空気の方がまだまだ「水を受け入れる余力」があるので水面から水を吸い上げているような状態です。
この水を受け入れる余力を「飽和水蒸気量」と言います。
飽和水蒸気量は空気の温度が上がる程上昇、つまり水を沢山受け入れることができます。
100℃にならなくてもある程度水は水蒸気でいることができ、気化できるわけです。

私のイメージ

ここからの段落は私の勝手な理解なので参考までに聞いてください。
水は「水蒸気」と「水」であれば、「水」でいる方が疲れます。
ぎゅうぎゅうに押し込まれて「水」になっているのと、自由気ままに空を飛んでいる「水蒸気」をイメージしています。
水を受け入れる余力が余っていると、
「あ、空気中に飛び出せるじゃん、ラッキー♪」
とどんどん気化しちゃうわけですね、その方が「楽」なので。
ちなみに温かいほうが運動しやすいですよね。
なので温かいほうが水を受け入れる余力が上がります。

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洗濯物を乾かすために

洗濯物が乾かないのは困りものです。
生乾き臭の要因にもなります。
水が蒸発して洗濯物が乾くので、蒸発しやすい環境であればある程、洗濯物は乾きます。

1つは空気中の飽和水蒸気量を上げる事です。
そのためには、空気の温度が上がればいいですね!

もう1つは(洗濯物の付近の)空気中の水蒸気量を下げる事です。
水蒸気を取り除くために、空気の取り換えができればいいですね。

最後に、そもそも気温を上げる事で蒸発しやすくなります。
やはり温度が鍵ですね。

冬は乾燥しているって言うのに洗濯物が乾かない

まず「乾燥」というのはどういう状態でしょうか?
湿度というものは水蒸気量と飽和水蒸気量の比です。
空気中の水蒸気量が飽和水蒸気量になっているとき、湿度100%です。

仮に水蒸気量が8、飽和水蒸気量が40のとき、湿度は8÷40×100で20%です。
水蒸気量が2増えると、湿度は10÷40×100で25%で5%増えました。
水蒸気量が同じ8で、温度が下がって例えば飽和水蒸気量が20になったとき、湿度は8÷20×100で40%です。
水蒸気量が2増えると、湿度は10÷20×100で50%で10%も増えました。

さらに、温度が高いほど蒸発する量が増えます。
参考までに、7℃のときの湿度0%での蒸発する力と、19℃のときの湿度50%の蒸発する力はほぼ同じです。
また、19℃のときの湿度5%での蒸発する力と、27℃のときの湿度40%の蒸発する力はほぼ同じになります。
いかに温度が高いほど蒸発する力が高いかがわかりますね。

洗濯物に含まれる水自体、冬の方が厚着なので増えますよね。
さらに水が蒸発して水蒸気量が増えたとき、冬場の方が湿度の増え方が大きくなります。
水蒸気量が飽和水蒸気量に近くなるほど、つまり湿度が高いほど、蒸発しにくくなります。
また、そもそもの温度が低いので蒸発しにくくなっています。
乾かないわけですね。

冬の洗濯物はどうするといいのか

色々計算してどうするのが良いか考えてみたのですが、難しいですね。
換気、部屋が奪う水分等をどう考慮するか悩ましいです。

室内で干す場合を考えてみたのですが、ある程度「確かそうなこと」は、

  1. そもそもの水分量を抑える脱水は効果的である
  2. 暖房等は効果的である
  3. 「風」は効果的である
  4. ただし部屋の換気や除湿等は必要
  5. いずれが欠けても著しく効率が悪くなる
  6. 研究の価値がある

当たり前の結果になってしまいました。
梅雨はそこそこ温度が高ければ、換気して扇風機でも良いかなと感じました。
秋冬の晴れた日くらいの状態にはなりそうなので。
一方で、冬の洗濯事情は衣類乾燥除湿機や浴室乾燥等があるか無いかで大きく変わることはわかりました!

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