含水率

物質の三態

含水率(がんすいりつ)とは、物質に含まれる水分の割合を示したもの。重量基準と体積基準の含水率があるが、単純に含水率と呼ぶ場合は、重量含水率を示す。無次元量であり単位はなく、通常は百分率(%)を用いて表される。

重量基準含水率は一般的に湿潤基準(水分の重量を水分と固形分の重量の和で除したもの)の含水率が用いられ、乾量基準(水分の重量を固形分の重量で除したもの)は含水比 と呼ばれ区別されている。しかし、木材の場合は、乾量基準であっても含水率と呼ばれる。

定義

重量基準含水率 u

u={\frac {W_{w}}{W_{s}+W_{w}}}

{\displaystyle u={\frac {W_{w}}{W_{s}+W_{w}}}}

W_w は水分の重量、W_s は物質の重量。

体積基準含水率 θ

\theta ={\frac {V_{w}}{V}}

{\displaystyle \theta ={\frac {V_{w}}{V}}}

V_w は水の体積、V は全体の体積。

→「含水比」も参照

含水比w は、以下で定義され、含水率u と次の関係がある:

{\begin{aligned}w&:={\frac {W_{w}}{W_{s}}}\\&={\frac {u}{1-u}}\end{aligned}}

{\displaystyle {\begin{aligned}w&:={\frac {W_{w}}{W_{s}}}\\&={\frac {u}{1-u}}\end{aligned}}}

したがって、水分を含まない物質に対してはu = w = 0だが、固形分を含まない場合はu = 100%、w = ∞となる。