冷たいコップに水滴がつくのはなぜ？結露と真空断熱水筒の仕組み【いまさら聞けない】

氷を入れたコップを机に置いておくと、外側に水滴がつき、やがて机に水の輪ができます。一方、同じように冷たい飲み物を入れても、真空断熱の水筒は外側がぬれにくいものです。

コップにつく水滴のもとは、空気中の水蒸気です。 冷えた表面の近くで水蒸気が冷やされ、液体の水に変わります。これが結露です。

真空断熱の水筒で水滴がつきにくいのは、外側の表面が冷えにくいためです。中身の温度だけでなく、空気の湿り具合と容器の表面温度を見ると、二つの違いが分かります。

コップの水滴はどこから来る？

空気中には、水が気体になった「水蒸気」が含まれています。洗濯物が乾くとき、ぬれた服の水は蒸発して水蒸気となり、周囲の空気へ移ります。水蒸気そのものは目に見えません。

冷たいコップでは、次のように水滴が現れます。

1. 氷水によってコップの壁が冷える。
2. 表面の近くにある空気も冷やされる。
3. 十分に冷えると、空気中の水蒸気の一部が液体になり、表面に水滴としてつく。

気体が液体になる変化を「凝結（ぎょうけつ）」、冷たい物の表面などに水滴がつく現象を「結露」といいます。

ひび割れやこぼれがない限り、外側の水滴は中の飲み物がガラスを通り抜けて出てきたわけではありません。もともと空気中にあった水が、見える形になったのです。

水滴がつくかどうかは「露点」で考える

冷たい物なら、いつでも結露するわけではありません。表面がどこまで冷えたかと、周囲の空気にどれくらい水蒸気があるかが関係します。

空気中の水蒸気圧を一定にしたまま温度を下げると、相対湿度が100％になる温度に達します。これが露点温度（露点）です。

物の表面が周囲の空気の露点より低くなると、表面付近の空気が冷やされ、水滴ができやすくなります。見るべきなのは、飲み物の温度そのものではなく、空気に触れている外側の表面温度です。

たとえば、室温25℃・相対湿度60％の部屋では、露点は計算上約16.7℃です。外側の表面が12℃のコップなら、露点より低く、水滴ができやすくなります。表面が20℃なら露点より高いため、通常は結露しません。どちらも室温より冷たいのに、結果が分かれるわけです。

露点ちょうどはつり合いの境目です。表面の状態や測り方、経過時間によって、目に見える水滴が現れるまでの様子は変わります。

湿度が高いと、なぜ結露しやすい？

天気予報などの「湿度」は、通常「相対湿度」を指します。その気温で飽和した状態の水蒸気量に対し、実際の水蒸気量がどれくらいかを百分率で示したものです。

同じ気温で比べると、湿度が高い空気ほど露点も高くなります。 そのため、同じ表面温度のコップでも、湿度が高いと結露の条件に達しやすくなります。

室温25℃にそろえたとき、湿度ごとの露点を計算すると、次のようになります。

室温25℃での相対湿度	露点の目安
40％	約10.5℃
50％	約13.9℃
60％	約16.7℃
70％	約19.1℃
80％	約21.3℃

環境省資料に示された水面に対する飽和水蒸気圧の近似式から計算した目安で、実際の室内の測定値ではありません。

気温が違う二つの場所を「湿度50％」という数字だけで比べても、水蒸気の量や露点は同じとは限りません。湿度と気温の両方が大切です。

もう少し詳しく：空気が水を抱え込むわけではない

「空気というコップが冷えると小さくなり、水があふれる」と例えられることがあります。ただ、空気が水蒸気を容器のように抱えているわけではありません。水蒸気は、ほかの気体と混ざって存在しています。

一定温度のもとで、水が蒸発する変化と水蒸気が液体に戻る変化がつり合った状態を「飽和」といいます。このときの水蒸気の圧力が「飽和水蒸気圧」です。温度が下がると飽和水蒸気圧も下がり、冷えた表面では液体へ戻る変化が進みやすくなります。

露点は、その空気を水蒸気圧を変えずに冷やしたとき、飽和する温度です。「水蒸気の居場所がなくなってあふれる」と捉えるより、蒸発と凝結のつり合いに注目すると、現象を整理しやすくなります。

真空断熱の水筒は、なぜ結露しにくい？

一重のコップに冷たい水を入れると、コップの壁や周囲から冷たい飲み物へ熱が移ります。その結果、壁の外側も冷え、露点より低くなると、周りの水蒸気が凝結します。

真空断熱の水筒は、内側と外側の二重の壁の間から気体をほとんど抜いています。壁の間の気体を介した熱伝導や対流が小さくなり、表面の加工によって熱放射のやり取りも抑えられます。

そのため、内側が冷たい飲み物に触れていても、外側の壁から内側へ熱が移りにくく、外側の表面も冷えにくくなります。 外側が周囲の露点より高いままなら、そこに結露は起こりにくくなります。

真空なのは二重の壁の間であり、水筒の外側は空気に触れています。また、ステンレスという材料名だけで結露が防げるわけでもありません。大切なのは、空気に触れる表面がどの温度になるかです。

壁の間の真空層と、飲み口やふたに残る熱の通り道については、魔法瓶はなぜ保温も保冷もできるのかで詳しく整理しています。

水筒に水滴がついたら、故障なの？

真空断熱の水筒でも、条件によっては水滴がつきます。水滴の場所や、使う前の容器の状態も見てみましょう。

• ふたや飲み口付近は胴部とは構造が異なり、冷え方も違います。
• 容器全体を冷えた場所から暖かく湿った場所へ持ち込むと、冷えた外側に結露することがあります。
• 注ぐ際にこぼれた水や、ぬれた手の跡を結露と見間違えることもあります。

一方、いつもと違って本体の外側に中身の冷たさや熱さが強く伝わるときは、保温・保冷性能が低下している可能性もあります。水滴だけで故障と決めず、性能の低下が疑われるときは使用を控え、取扱説明書を確認してメーカーに相談してください。

熱い飲み物を入れて外側を触り、確かめようとするのは避けましょう。性能が低下していると、外側が熱くなり、やけどをするおそれがあります。

机をぬらさないためにできること

水滴そのものの発生を抑えたい場合と、机がぬれるのを防ぎたい場合では、対策の役割が違います。

• 真空断熱の容器を使う：外側が冷えにくいため、結露を抑えやすくなります。
• スリーブやホルダーを使う：容器の周りの熱の移動を抑える工夫です。素材や構造によって効果は異なり、ぬれたままになることもあるので、適宜乾かします。
• 吸水性のあるコースターを敷く：結露そのものは防ぎませんが、落ちる水を受けて机をぬらしにくくします。
• 室内の水蒸気を減らす：同じ気温なら、除湿などで空気中の水蒸気を減らすと露点が下がり、結露しにくくなります。

二重構造のグラスも、外側を冷えにくくする製品があります。効果は壁の構造や使う環境によって異なります。

家庭で、冷え方と水滴の関係を観察してみる

同じ材質・形・大きさの透明なコップを二つ用意します。一方に氷水、もう一方に室温に近い水を同じくらいの量だけ入れ、外側をよく拭きます。あふれない量にし、注いだ水が外側に残らないようにしましょう。

直射日光やエアコンの風が直接当たらない場所で、乾いた皿の上に並べ、数分おきに表面を見比べます。冷たいコップだけに水滴が現れれば、外側の冷え方と水滴の関係を観察できます。

中の水に少量の食紅を入れ、外側の水滴を白い紙で拭って色が移るか見る方法もあります。色が移らなければ、中の色水がそのまま漏れたとは考えにくくなります。ただし、色がつかないだけでは、水が空気中から来たことまで証明はできません。 冷えた表面と水滴の関係を見る観察として楽しんでみてください。

乾燥した日など、表面が露点まで冷えなければ、水滴が目立たないこともあります。注いだ水やぬれた手の跡は区別し、ガラスの破損に気をつけてください。熱湯は使いません。

同じ冷たい水を普通のコップと真空断熱の容器に入れて比べる方法もあります。ただし、材質や形なども異なるため、結果を断熱性能の厳密な数値比較とはせず、外側の冷え方と水滴の様子を見る観察として考えましょう。

冬の窓の結露も同じ視点で考えられる

冬の窓ガラスは、外気の影響を受けて冷えます。室内の水蒸気を含む空気が冷たい窓の近くで露点より低く冷やされると、ガラスの室内側に水滴ができます。

コップと窓では冷える理由は違います。それでも「水蒸気を含む空気」と「冷たい表面」の組み合わせに注目すると、どこに水滴ができるかを考えやすくなります。

白い湯気も水蒸気？

やかんやカップの上に見える白い湯気は、水蒸気そのものではありません。水蒸気が冷やされてできた細かな水滴が集まり、白く見えているものです。コップの水滴も、見えない水蒸気が液体になったという点では同じです。

まとめ

冷たいコップにつく水滴のもとは、周囲の空気中の水蒸気です。表面付近が露点より低く冷えると、水蒸気が液体に変わり、結露します。

真空断熱の水筒は、内側と外側の熱の移動を抑えるため、外側が冷えにくく、水滴もつきにくくなります。ただし、ふたの構造や周囲の湿度、容器自体の温度によっては結露することもあります。

結露を考えるときは、飲み物の冷たさだけでなく、空気の露点と、空気に触れる表面の温度を見てみてください。コップの水滴も水筒との違いも、同じ視点で整理できます。

参考資料

気象庁「気温、湿度」
https://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/yougo_hp/kion.html

環境省「気候変動適応法及び独立行政法人環境再生保全機構法の一部を改正する法律等の施行について」別添の露点算出式（PDF16ページ）
https://www.env.go.jp/content/000233035.pdf

文部科学省『小学校理科の観察、実験の手引き』第4学年「天気の様子」
https://www.mext.go.jp/component/a_menu/education/micro_detail/__icsFiles/afieldfile/2012/01/12/1304649_15_1.pdf

サーモス「魔法びんの秘密」
https://www.thermos.jp/craftmanships/

サーモス「真空断熱カップ JDH-280CTSS」
https://www.thermos.jp/product/series/jdh-00ctss.html

サーモス『意外と知らない!? 水筒の豆知識』
https://www.thermos.jp/info/pdf/20250303100156.pdf

象印マホービン「小学生にぴったりの水筒とは？選び方と注意点を解説」
https://www.zojirushi.co.jp/kakushiaji/article/000030/

資料確認：2026年11月4日