冷たいコップの外側に水滴がつくのはなぜ？
氷を入れた飲み物を置いておくと、コップの外側が濡れて、水滴が流れることがあります。この水滴は、コップの中の飲み物がガラスを通り抜けたものではありません。周りの空気に含まれている水蒸気が、冷たいコップに触れて液体の水に変わったものです。この現象を「結露（けつろ）」といいます。
水滴のもとは、空気中にある目に見えない水
私たちの周りの空気には、「水蒸気」という気体の水が含まれています。水蒸気は目に見えませんが、空気中に広がっています。
冷たいコップを置くと、表面にはじめは細かな水滴がつきます。やがて水滴が大きくなり、コップを持つと手が濡れることもあります。これは空気中の水蒸気が液体に変わったためです。
飲み物がこぼれていなくても外側が濡れるのは、この仕組みによります。冷たい缶ジュースやペットボトルの表面が濡れるのも同じ理由です。
冷たいコップに触れると、なぜ水蒸気が水になる？
氷水を注いだコップでは、中の冷たい飲み物によってコップの壁も冷やされます。そのため、コップの外側に接している空気は、周りの空気よりも低い温度になります。
空気は温度が低くなるほど、気体のままで含める水蒸気の量が少なくなります。コップの近くの空気が十分に冷えると、水蒸気の一部が小さな水滴となって表面に現れます。気体が液体に変わることを「凝結（ぎょうけつ）」といいます。
水滴ができ始める温度は「露点（ろてん）」と呼ばれます。コップの表面が、そこに触れる空気の露点より低くなると、結露が起こりやすくなります。冷たいコップの表面は、空気中の見えない水分を水滴に変える場所になっているのです。
氷をたくさん入れたときや、蒸し暑い日に目立つ理由
同じコップでも、入れる飲み物の温度によって表面の冷たさが変わります。常温の水を入れたときはほとんど水滴がつかなくても、氷水を入れると外側が濡れやすくなるのは、表面がより冷えるからです。
また、気温が同じなら、湿度が高い空気にはより多くの水蒸気が含まれています。そのため、蒸し暑い日は冷たいコップに水滴がつきやすくなります。反対に、空気が乾燥している場所では、水滴が少なかったり、目立たなかったりすることもあります。
水滴のつき方は、飲み物の温度だけでなく、部屋の湿度や温度にも左右されます。冷たい飲み物を入れたらいつも同じ量の水滴がつく、というわけではありません。
小さな水滴が大きくなり、テーブルまで濡れるのはなぜ？
最初にできる水滴はとても小さく、コップがうっすら曇って見える程度のこともあります。さらに結露が続くと水滴が増え、隣り合った水滴がつながって大きなしずくになります。
しずくが大きくなると、重さによってコップの側面を伝って下へ流れます。テーブルに丸く水がたまることがあるのは、外側についた水滴がコップの底へ集まるためです。
木製のテーブルや紙の上に置くときは、コースターを使うと水分が直接つくのを防ぎやすくなります。
冷たいコップと常温のコップを比べてみよう
この仕組みは、身近なものを使って確かめられます。
- 同じ形の乾いたコップを二つ用意します。
- 片方には氷を入れた冷たい水を、もう片方には室温に近い水を入れます。
- 飲み物をこぼさないように同じ場所へ置き、外側の様子をしばらく観察します。
空気に十分な水蒸気があれば、冷たい水を入れたコップのほうに水滴がつきやすくなります。コップの中から水が漏れたのではなく、表面の温度によって水滴のでき方が変わることを比べられます。空気が乾いている日は違いが小さい場合もあります。
水滴がつきにくいコップがあるのはなぜ？
真空断熱構造のタンブラーは、内側と外側の間に熱を伝えにくい部分を設けています。冷たい飲み物を入れても外側が冷えにくいため、普通のコップに比べて結露しにくいのが特徴です。
サーモスも、真空断熱タンブラーの特徴として、冷たい飲み物を入れても結露しにくいことを案内しています。水滴を減らしたい場合は、外側が冷えにくい容器を選ぶ方法があります。