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熱電対（ねつでんつい）は、2種類の金属線の先端同士を接触させて回路を作り、接合点に発生する熱起電力を通じて温度差を測定する温度計。あるいは、その2種類の金属線のことを指す。

異なる2種の金属を接合すると、それぞれの熱電能の違いから、2つの接合点の間の異なる温度に応じた起電力が発生する原理（ゼーベック効果）を応用するものである。寿命の長さ・耐熱性・機械的強度などの利点があり、中高温領域の温度センサーとして工業的に最も広く用いられる。

温度センサ以外の用途としては、科学研究用に一定電圧を長時間発生させる装置として使う用途もあり（乾電池など化学電池では分極してしまい、長時間安定性に欠けるため）、「オームの法則」などで有名な物理学者オームは安定電圧を熱電対で発生させた。

原理 
異なる2種の金属の線の両端を互いにつないで回路を作り、2つの接点の間に温度差を与えると、起電力（電圧）が生じる。この現象は、1821年にドイツの物理学者トーマス・ゼーベックによって発見され、ゼーベック効果と呼ばれている。

接点の一端（冷接点）の温度が分かっていれば、ゼーベック効果による起電力の電圧を測定し既知の起電力表と対比することで他端（熱接点）の温度がわかる。
冷接点温度は水の氷点温度を利用したり、機器内部の温度計測システムによって知ることが出来る。
なお、冷接点とは基準となる温度であり、熱接点とは測定対象に接した側の接点である。したがって低温の測定対象物の場合など、実際の測定では冷接点側の温度が熱接点側の温度より高いこともある。

形式 

熱電対は、高温領域や極低温領域でも用いられるが、接合する各金属ごとに特性がさまざまなため、安定性、起電力の大きさ、起電力のリニア特性などが異なる。このため熱電対の種類などは各種規格（IEC、JIS、ANSIなど）によって定められている。
使用する金属は、接合する各金属ごとに測定範囲、測定精度などが異なるため、材料の費用も考慮に入れて適切に選択する必要がある。

貴金属熱電対は素材自体の安定性は良いが、熱起電力が低く低温から中高温付近の測定には向かない。金属の融解温度のような高温測定には向いている。
また全ての配線をこれらの素材で行なうと極めて価格が高価となるため、感温部のみにこれらの貴金属類を用い、常温付近となる配線用の部分にはこれらの貴金属と似た熱電能を持った比較的廉価な金属を成分とする合金線を用いる。この際用いられる合金線は「補償導線」と呼ばれるが補償導線との接続点に温度差があると誤差要因になる。

卑金属熱電対はタイプにより特性はさまざまである。素材の価格が安いため、補償導線まで含めて同種金属が使用可能だが、素材の安定性が貴金属に比べると低いため、酸化・還元等の影響を考慮しなければならない。

補償導線等の接続には同じ素材により製作されているコネクタにより接続し、これらを用いて計測器の温度均一、温度変化の少ない機器内部などの温度補償された接続部分まで配線する必要がある。
補償導線の規格はJIS C 1610に定められている。

熱電対の測温部分は温度の計測要求に応じて接触型・非接触型で用いる。また、細い熱電対を保護するため「熱電対保護管」を用いることもある。この保護管には金属（銅、ステンレス、カンタル、インコネル、チタン、ハステロイ）、非金属（硬質ガラス、高純度アルミナ、石英、ジルコニア、窒化ケイ素、テフロン）などが用いられる。

金属保護管に酸化マグネシウムやシリカ粉末で充填した構造のものを「シース熱電対」といい流通量が多い。太さや形状、保護管材質は規格化され、もっとも細いものでは直径0.25ミリメートル程度のものまである。

通常の熱電対は測定に秒単位の時間がかかったが、極細あるいは箔状に加工することより100ミリ秒単位の早い温度変化と微小対象物も計測することが可能となった。

近年ではMEMS技術によって微小な熱電対を集積した2次元の非冷却赤外線撮像素子の開発も進められる。熱絶縁性の高い誘電体薄膜上に温接点、熱伝導性の高いシリコン上に冷接点を形成することで応答性に優れ、高感度なセンサを実現した。

種類の例 

† 登録商標。
超音波（ちょうおんぱ、 または）とは人間の耳には聞こえない高い振動数をもつ弾性振動波（音波）である。超音波は可聴域の音と物理的特徴は変わらず、人が聴くことができないというだけである。広義の意味では、人が聞くこと以外の目的で利用される音を意味し、人間に聞こえるかどうかは問わない。超音波はさまざまな分野で利用されている。

周波数範囲 
超音波の周波数の下限に関する定義はいくつかあるが、1つは20kHz以上の音波とするものであり、例えば広辞苑では『超音波は振動数が毎秒2万ヘルツ以上で定常音として耳に感じない音』と定義されている。
なお、「人間が聞き取れない」周波数ではあるが、発声に関しては20kHzを超える音成分を発することができる人もいる。

一方、超音波の周波数の上限は特に規定されていないが、2007年現在の科学技術では数GHzまでの超音波が発生できるため、このあたりが実質的な上限といえるかもしれない。但し、周波数を高めても伝搬媒体とのインピーダンスが整合していなければキャビテーションが発生して伝搬できないので実用上の上限になる。逆にこの現象を利用して超音波洗浄機等に応用される。

用途 

超音波は指向性が高くうまく使えば高分解能な探知に使える。また音圧を比較的容易に上げられるため静かなドリル・金属やプラスチックの加工にも用いられる。以下にさまざまな用途を挙げる。

情報的な利用
 距離計（自動車周辺の障害物検出、超音波式車両感知器、積雪計など）
 漏洩検査（ガス・水道などの配管のリークセンサ）
 超音波厚さ計
 超音波ボルト軸力計
 非破壊検査装置（超音波探傷検査、レーザー超音波計測）
 超音波検査（医療）
胎児超音波検査
腹部超音波検査
心臓超音波検査
頸部超音波検査
頸部血管超音波検査
乳房超音波検査
血管超音波検査
経膣超音波検査
運動器超音波検査
超音波内視鏡
気管支腔内超音波断層法
 ソナー（魚群探知機）
 測深機（環境測定など）
 超音波流速計
 超音波式風速計
 超音波映像装置（遠隔操作無人探査機ほか）
 建築物の破壊音探知
 リモコンなどの通信
 水中電話

動力的な利用
 超音波洗浄機（メガネの洗浄など。超音波振動エネルギーにより洗浄）
 超音波加工機（超音波カッター、ドリルのほか、金属やプラスチックの溶接・研磨など。超音波振動エネルギーを利用）
 超音波モータ（小型化しやすいため、カメラ用レンズのAFやズームの制御や腕時計などに使われている）
 高密度焦点式超音波治療法（集中超音波による前立腺癌・胆石・脳血栓の破壊・除去）
 超音波骨折治療法
 超音波スケーラー（歯石の除去）
 超音波歯ブラシ
 超音波加湿器
 超音波霧化機（ネブライザなど）
 超音波霧化分離装置（廃液の浄化や、薬液の分離・濃縮、エタノールや温泉成分の濃縮）
 超音波アイロン
 超音波ミシン
 乳化凝固装置

その他の利用
 特殊なスピーカー
 骨伝導スピーカー
 酒の熟成器
 超音波治療（骨折治療など）

公正取引委員会は、超音波による「ダニ撃退」および「蚊よけ」をうたう商品について、効果が認められないとして排除命令を出した事がある。

超音波を利用する動物 

幾種かの動物（コウモリ、イルカなど）も生活に超音波を利用している。

コウモリは口から超音波を発し、反響定位を利用して、自分の位置やエサ（虫）の位置を知る。探知範囲は数十ｃｍから十数ｍまで変化すると言われている。

イルカは鼻腔で発した音波を頭部のメロンという脂肪組織で屈折・収束させ、指向性の高い音波の発信を行い、反響定位から自分の位置を知ったり、仲間との会話を行うと言われている。

出典
トルエンは、芳香族炭化水素に属する有機化合物で、ベンゼンの水素原子の1つをメチル基で置換した構造を持つ。無色透明の液体で、水には極めて難溶だが、アルコール類、油類などには極めて可溶なので、溶媒として広く用いられる。

常温で揮発性があり、引火性を有する。消防法による危険物（危険物#第4類第1石油類）に指定されており、指定数量の20 %以上の貯蔵には消防署への届出が必要である。人体に対しては麻酔作用がある他、毒性が強く、日本では毒物及び劇物取締法により劇物に指定されている。管理濃度は、20ppmである。

歴史 
トルエンの名は、南アメリカに分布する Myroxylon balsamum という木から得られたトルーバルサムとよばれる樹脂を乾留して得られたことに由来する。イェンス・ベルセリウスが命名した。

化学的性質
トルエンは通常の芳香族炭化水素と同様に芳香族求電子置換反応の基質となる。メチル基の存在により、ベンゼンの約25倍の反応性を持っている。

特徴的な臭気を持ち、無色。沸点は約111度、融点は約−95度であり、通常では液体である。水を1としたときの比重は0.87。

トルエンは穏やかなスルホン化によりp-トルエンスルホン酸を生成する。また酸化鉄(III)の存在下、塩素により塩素化反応を起こし、オルト・パラアイソマーのクロロトルエンを生成する。ニトロ化ではオルト・パラアイソマーのニトロトルエンを生成するが、加熱することでジニトロトルエン、最終的には爆発性のトリニトロトルエン (TNT) を生成する。ハロゲン化反応はフリーラジカル条件下でも進行し、そのときハロゲンはメチル基に入る。例えばトルエン中にNBSとAIBNを加え加熱すると、臭化ベンジルが生成する。

トルエンのメチル基も他の反応試剤により酸化反応が進行する。トルエンは酸化により反応中間体であるベンジルカチオンを生じさせ、続く水との反応によりベンジルアルコールを生成することができる。生じたベンジルアルコールはさらに酸化されベンズアルデヒドさらには安息香酸となる。またトルエンは過マンガン酸カリウムにより安息香酸を生成するが、その一方でクロム酸化によりベンズアルデヒドを生成する。

トルエンの触媒的水素化はその芳香族性のため進行しにくいが、高圧の水素添加によりメチルシクロヘキサンを生成する。

製造 
トルエンは原油中にも少量存在するが、通常はガソリンの接触改質、石炭からのコークス製造などで生成するエチレンのクラッキングにより製造する。最終的な精製は、BTXプラントで行われる。

純トルエンの2016年度日本国内生産量は1 984 735 t、工業消費量は1 006 165 tである。

用途 
トルエンは溶媒として一般的に用いられ、ペンキ、塗料用シンナー、多くの化学物質、ゴム、印刷用インク、接着剤、マニキュア、皮なめし、殺菌剤等、様々なものを溶解することができる。フラーレンの指示薬としても用いることが可能である。ポリウレタンの原料であるトルエンジイソシアナートをはじめ、フェノール、トリニトロトルエン等の有機化合物の原料である。また内燃ガソリンエンジンのオクタン価向上剤としても用いることができる。工業的には脱アルキル化によるベンゼン生成、不均化によるベンゼンとキシレンの生成などが挙げられる。火薬・爆薬としても用いられ、特に化合物のトリニトロトルエンは爆薬として有名であり、自衛隊では1号TNT爆破薬という装備品がある。

地球温暖化防止対策として水素の利用が進む中、トルエンに水素を反応させてメチルシクロヘキサン（前述）に転換して貯蔵、運搬する技術が注目されている。

毒性と代謝 
トルエン蒸気の吸入には中毒性があり、強い吐き気を催す。長期にわたり繰り返し吸入を続けた場合、回復不能の脳障害を負うことが確認されている。また耳毒性も確認されている。

トルエンは液体からの蒸気吸入だけではなく土壌汚染、地下水汚染等により経皮・経口で体内に入る可能性がある。また、塗料や樹脂などの建材の溶剤として用いられたトルエンが室内に放出されることがあり、シックハウス症候群の原因物質の1つであると言われている。また排気ガス等にも含まれている。

トルエンは代謝によりその大部分が排出される。ただし、トルエンは水への溶解度が低いため、汗や尿といった通常の経路では排出することができない。そのため、代謝によって、より水溶性の高い物質になる必要がある。トルエンのメチル基は芳香環部分と比較して酸化されやすい。そのためヒトの体内に吸収されたトルエンの95 %は、シトクロムP450によりメチル基部分が酸化されてベンジルアルコールとなる。この代謝経路では残りの5 %が環が酸化されたエポキシドとして残留する。このエポキシドの大部分はグルタチオンと複合体を形成するが、細胞に対する深刻な毒性は避けられない。

トルエンが酸化されて生じたベンジルアルコールは、アルコールデヒドロゲナーゼなどの作用によってさらに酸化され、最終的に安息香酸となる。こうして生成した安息香酸は、グリシン抱合を受けて馬尿酸となり、これが尿中へと排出される。このため、ヒトの尿中に馬尿酸が存在することは、トルエンに曝露されたことの指標とされる場合もある。

日本の食品安全委員会では、耐容一日摂取量を、体重1 kgに対して149 μgと定めている。
渦度（うずど）は、流れの回転するありさまを表現する量である。渦度はベクトル量（さらに言えば擬ベクトル）であり、流れの速度ベクトルのなすベクトル場の回転である。

渦度ベクトル  は流速ベクトル  により、以下のように表される。

渦度ベクトルを流線のようにつなげた曲線を渦線という。流れの中のある閉曲線上の各点を通る渦線によってできる曲面を渦管という。断面積を無限小にした渦管を渦糸という。渦糸が閉曲線になっている場合、これを渦輪という。

性質 
 流れの中に微小領域をとったとき、微小時間で考えれば、その領域は渦度ベクトルの方向を軸に角速度  で剛体的に回転する。
 1本の渦管を考えたとき、渦管の表面を一周する任意の閉曲線  に沿った循環（渦度  の面積分）

は、渦管に固有の量となり、渦管の強さと呼ばれる。ここで  は閉曲線  の線要素、 は  で囲まれる曲面の面要素である。
 同様に、渦糸に対してその断面積  と渦度  との積  は渦糸に固有の量であり、渦糸の強さと呼ばれる。このことから、渦糸が細いところほど渦度が大きくなることが分かる。
 渦管や渦糸は流体内部の点で途切れることはなく、流体領域の境界（無限遠を含む）まで伸びているか、閉曲線となり渦輪を作るかのどちらかである。

テンソルとしての性質 
渦度は、速度勾配テンソルの反対称成分

を、関係式

を用いてベクトルとして表したものである。ここで  はエディントンのイプシロンである。

ビオ・サバールの法則 
無限に広がる流体領域の渦度分布が与えられており、かつ無限遠で速度が0であるとき、速度分布はビオ・サバールの法則により求められる。

渦度方程式 
流体の運動方程式の回転を取ることによって、次の渦度方程式が導かれる。

ここでνは流体の動粘性係数である。

大気力学における渦度 
大気力学においては、渦度ベクトルの中で3方向の成分の中で特に重要なのは鉛直方向の成分であり、これは鉛直渦度と呼ばれ、単に渦度といった場合、暗黙の了解として鉛直渦度を指すことが多い。鉛直渦度は、東西南北方向の長方形の単位領域に対して、長方形の辺に沿う方向の風速を考え、
（上辺の西向きの風速－下辺の西向きの風速）／縦方向の距離  - （右辺の南向きの風速－左辺の南向きの風速）／横方向の距離
により与えられる。北半球においては、低気圧の鉛直渦度は正になり、高気圧の鉛直渦度は負になる。南半球においては逆符号になる。

地表からは静止しているように見える空気も地球の自転に伴って運動しているので、慣性系から見れば渦度を持っている。この自転に伴う渦度を惑星渦度という。惑星渦度は （は自転の角速度、 は緯度）である。惑星渦度と地表から見たときの風による渦度（相対渦度という）と足し合わせた渦度、つまり慣性系から見たときの風による渦度を絶対渦度という。

風に発散や収束が無い場合、空気が別の場所へ移動してもその空気の絶対渦度は保存される。大気中では  の面がこの状況に近い。そのため将来の渦度の分布を予測することが可能であり数値予報の重要な要素となっている。
変分法（へんぶんほう）とは、関数を取り値を返す対応である汎関数についての微分にあたる手法を言う。オイラーとラグランジュらによって導入された。

解析力学における重要な方程式は最小作用の原理を元に変分法を用いて導出される。

変分法を使った原理
 フェルマーの原理
 最小作用の原理
 ディリクレの原理

変分法を使った計算例
例えば、物性物理学について考えてみよう。多体問題において多体の波動関数を使って固有値問題を解析的かつ厳密に解くことは困難であり、何らかの近似法を用いて解かれる。その近似手法の一つに変分法がある。

ある多体系において、規格化、直交性などの条件の下で任意に選んだ試行関数（変分関数とも言う。ここでは多体の波動関数）を  とする。試行関数はいろいろな選び方があるがここでは、 は、系を記述する厳密な固有関数（波動関数） の展開で記述できるとする。

ここで、 を基底状態の固有関数とする。また、 は励起状態の固有関数である。系のハミルトニアンを  として、 に対する  に対応する固有値を  とすると、試行関数  の固有値  は、

であり、

となる。この時、試行関数の固有値は、必ず基底状態の固有値 （これがこの場合の厳密解）に等しいかエネルギー的により高い値となる。そして、展開係数である  を調節して  の最小値（最適値） を求める。これが試行関数を使った変分法の手順である。この場合の最適値  も、真の固有値  に対し、

となる。これが満たされない場合、その変分計算は正しくない。以上では、試行関数は厳密解としての  を含むという特殊な場合である。実際の計算では厳密解が得られない場合がほとんどである。尚、以上に出てくる固有値は、系の全エネルギーと置き換えて考えても良い。変分法の結果の良し悪しが、試行関数の選び方に強く依存する場合がある。

試行関数の具体例としては、スレーター行列式を使い、個々の一粒子波動関数を最適化するものや、試行関数にジャストロウ型波動関数を使い量子モンテカルロ法を使って最適値を求めたりする。量子化学的手法やバンド計算も変分法が使われており、様々な場面で利用されている。

試行関数を使用しない変分法も存在する。

ヘリウム原子の基底状態 
ヘリウム原子は、質量M ≫ mと電荷 +2eの実質的に固定された核の周りの、質量電荷mと電荷 −eを持つ2個の電子から構成される。微細構造を無視したハミルトニアンは、

となり、ħは換算プランク定数、ε0は真空の誘電率、 ri (for i = 1, 2) は核からのi番目の電子の距離、 |r1 − r2| は2つの電子間の距離である。

2つの電子間の反発を表わす項 Vee = e2/(4πε0|r1 − r2|) が考慮されなければ、ハミルトニアンは核電荷 +2eを持つ2つの水素様原子のハミルトニアンの和となる。基底状態エネルギーはその結果8E1 = −109 eVとなり（E1はリュードベリ定数）、その基底状態波動関数は水素様原子の基底状態に対する2つの波動関数の積となる。

上式において、a0はボーア半径、Z = 2はヘリウムの核電荷である。ψ0によって記述されるこの状態の全ハミルトニアンH（項Veeを含む）の期待値はその基底状態エネルギーについての上界となる。<Vee> は −5E1/2 = 34 eV あるため、<H> は8E1 − 5E1/2 = −75 eV。

より厳格な上界は、「調節可能な」パラメータを持つより良い試行波動関数を用いることによって見出すことができる。個々の電子はもう一方の電子によって部分的に「遮蔽された」核電荷を見ていると考えることができるため、「有効」核電荷Z < 2と等しい試行波動関数を用いることができる。この状態におけるHの期待値は
 
である。これはZ = 27/16で最小となる。遮蔽は有効電荷を ~1.69に減少させる。このZの値をHについての式へ代入することで、実験値 −78.975 eVの2%以内の729E1/128 = −77.5 eVが得られる。

このエネルギーのより近い推定値も、より多くのパラメータを持つより複雑な試行波動関数を用いて見出されている。これは物理化学において変分モンテカルロ法を用いて成される。
骨（ほね）とは、脊椎動物において骨格を構成するリン酸カルシウムやコラーゲンなどに富んだ硬い組織である。ただし骨は単なる固形物ではなく、骨細胞が存在した生きた組織であり、一定のサイクルで作り変えられている。特に軟骨（cartilage）などと明確に区別する場合には、硬骨とも呼ばれる。なお、この意味の他にも、口語的には生物に留まらず、例えば、傘の骨や、鉄骨など、様々に「骨」と付く物が存在する。さらには、比喩的に「骨」という単語が用いられる場合もある。ウィクショナリーの骨の項目も参照。なお、本項目では、特に断りのない限り、最初に示した脊椎動物の骨について説明する。

概要 
脊椎動物の体内には、分類の節で述べるように様々な形状と大きさの骨が存在する。骨の数は、個体の成長に伴って合体する骨も見られ、さらに合体の度合いなどに個体差も見られるため、同じ種であっても一定ではない。参考までに、ヒトの成体の場合は200個を超える程度である。同様にヒトの成体では、体重の15パーセントから18パーセント程度を骨が占める。この重量の内、約4分の3はカルシウムとリンを主成分とした無機物であり、残りの約4分の1はコラーゲンを主成分とした有機物である。なお、ヒトのコラーゲンにも様々なタイプがあるものの、硬骨にはI型のコラーゲンが主に見られ、軟骨にはII型のコラーゲンが主に見られる。

誰でも体得的に知っている骨の機能として、身体の保持や姿勢の維持、各種器官の外力からの保護と言った、その硬さを活かした機能を持つものの、骨の機能はそれだけに留まらない。例えば、カルシウムは地球上の全ての動物にとって不可欠な元素の1つである。特に、陸上に棲息している脊椎動物にとっては、カルシウムを貯蔵し、さらに体液中のカルシウムの濃度調節にも関わっている。

機能

物理的機能 
硬骨と軟骨とで、機能が異なっている。硬骨は、その硬さで骨格を構成する重要な要素を担っているものの、曲げる力に対しては弱く、ほとんどたわむ事ができずに、折れやすい。これに対して、軟骨は弾性を持ちながら、圧縮力にも強い。また、緻密質の部分のパイプ状の構造や、海面質の部分の架橋構造などを上手く配置する事によって、重くなり過ぎず、かつ、骨の外部から力が加わり易い方向に対して、強度を高めている。これによって、体重を支えたり、衝撃に対して弱い器官を内部に納める事によって内部の器官を保護したりしている。さらに、造血機能を有する骨髄を納める場所などとしての機能も有する。

生理的恒常性の維持機能 
カルシウムが豊富な地球の海を離れた陸上に住む脊椎動物にとって、カルシウム貯蔵の場としての意味を骨は持つ。つまり、必要に応じてカルシウムイオンの形でカルシウムを遊離させたり、必要に応じてカルシウムイオンを取り込んでリン酸カルシウムとして固定化したりして、体液のカルシウムイオンの濃度の調節に、骨は必要な組織なのである。また、体液のpH変化の緩衝の役割も果たしている。

その他の機能 
例えば、耳小骨は外耳道から入力された音を、内耳へと音を伝達する機能を有し、さらに、耳小骨と連動する骨格筋を利用して、耳小骨の動きを抑える事で、強力な音が入力された際に、内耳が傷害を受けないようにする機能まで有する。耳小骨の例のように、特殊な機能を果たす骨も存在する。

また例えば、胸椎と肋骨と胸骨などが組み合わされて形状を保持している胸郭が、本来の形状で、安定して機能している事は、肺呼吸を行う際に必要である。このように、他の臓器の機能と密接な関わりを有する部分も見られる。

分類 

骨には、緻密質の部分と、海綿質の部分とがある。

また、骨の大きさや形状は多種多様であり、縦に長い形状の「長骨」、立方体の形状の「短骨」、平たい形状の「扁平骨」、それ以外の特殊な形状を持った「不整骨」に大別できる。

骨の生理 
正常な骨は常に新陳代謝を行い、破骨細胞と骨芽細胞の働きによって活発に吸収と再構築が行われ、一定の量が保たれている。骨折が治癒するのも骨の再生によるものである。骨の再生産、カルシウムの保持または放出は、副甲状腺ホルモン (PTH) 等によって制御される。

また、骨にとって重要なオステオカルシンの転写にはビタミンDが必要である。さらに、オステオカルシンを正常に合成するためには、ビタミンKだけでなく、ビタミンCも必須である。オステオカルシンは構造中にヒドロキシプロリンを含んでおり、ヒドロキシプロリンを合成するためのプロリルヒドロキシラーゼの補因子として、α-ケトグルタル酸だけでなく、ビタミンCも必要だからである。同じく骨のタンパク質として知られるコラーゲンは、広範な翻訳後修飾を受けて初めて正常なコラーゲンになる。そして、コラーゲンもヒドロキシプロリンを構造中に含んでいるため、コラーゲンの合成のためにも、オステオカルシンと同様にビタミンCも欠かせない。

組織学 
骨格形成には糖鎖の代謝が重要な役割を担っていることを理化学研究所が解明し、2007年に新遺伝子 SLC35D1 を特定した。これにより、ヒトの致死性の骨系統疾患である蝸牛様骨盤異形成症の解明に繋がると期待されている。

骨の発生と成長 

ヒトの場合、骨は中胚葉から発生する。中胚葉の一部が、骨芽細胞と破骨細胞に分化し、適切に骨を形成してゆく。骨になるはずの場所で、石灰化を引き起こし、さらに、骨芽細胞は骨細胞へと分化し、骨を形成してゆく。

なお、硬骨は既存の部分が、そのまま伸びたり、大きくなったりはしない。これに対して、軟骨は組織を大きくしてゆけるので、まず軟骨を作り、そこを硬骨へと変換してゆく方法で、硬骨を大きくする。なお、ヒトの場合は、ある程度の大きさに成長すると、それ以上の成長が行われなくなるものの、その後も、破骨細胞と骨芽細胞は骨で活動を続け、古い骨を新しい骨へと変換する作業を、死亡するまで続ける。

骨の利用 
ヒトは脊椎動物の骨を、生体から得られる材料の1つとして用いていた歴史を有する。例えば、エアリードの木管楽器として知られるフルートの材料として、骨を用いたとされる。つまり、長骨のパイプ構造を利用して、それを加工してフルートを作ったわけである。

また、骨で作った釣り道具など、様々な用例が知られている。

骨が関係する鉱物

化石への変化 
骨はカルシウム塩やマグネシウム塩などを多く含み、死後も分解され難く、動物の化石としても比較的残り易い組織である。

鉱物への変化 
燐灰石は、海鳥の糞が堆積した物が変化して生成する。他に、脊椎動物の骨も燐灰石の元々の姿の1つである。また藍鉄鉱は、水底などで生物の含まれるリン酸と鉄が結合して生成する場合があり、死んだ魚類の骨の周囲に藍鉄鉱の団塊が見られる事もある。
ダイヤモンドライクカーボン は、主として炭化水素、あるいは、炭素の同素体から成る非晶質（アモルファス）の硬質膜である。硬質炭素膜とほぼ同義。DLCと略す。

水素含有量の多少と、含まれる結晶質の電子軌道がダイヤモンド寄りかグラファイト寄りかによって、その性質を区別する。

特徴 
用途に応じ、膜厚さは数十ナノメートルから数十マイクロメートル、硬さはビッカース硬さ相当で1,500から7,000 Hvの範囲で様々な性質のDLCが工業的に生産されている。

一般的な特長は、硬質、潤滑性、耐摩耗性、化学的安定性、表面平滑性、離型性、耐焼きつき性など。

製法 
製法はプラズマCVD法またはPVD法が一般的に用いられ、下地となる材質や求める膜の性質によって使い分けが行われる。

主な手法 
 CVD法
 熱CVD
 プラズマCVD（高周波、マイクロ波、直流等）
 PVD法
 真空蒸着法
 イオンプレーティング（直流励起、高周波励起）
 スパッタリング法（2極スパッタ、マグネトロンスパッタ、ECRスパッタ）
 レーザーアブレーション法
 イオンビームデポジション
 イオン注入法

プラズマCVDによるDLCの成膜  
CVD法の一種で原料としてアセチレンなどの炭化水素ガスを使い、チャンバー内で原料ガスをプラズマ化して、気相合成した炭化水素を試料表面に蒸着する。原料に水素が含まれるため、DLCにも必ず水素が含まれる。この製法はワークの温度が室温 - 200 ℃と低いこと、電極の配置により複雑形状でも均一に成膜しやすいこと、処理時間が比較的短いことなど工業的な利点が多く、現在もっとも一般的に利用されている。

PVDによるDLCの成膜  
PVD法による製法は、スパッタリング法やイオンプレーティング法などがあり、原料である黒鉛を真空中でイオンビーム、アーク放電及びグロー放電等に晒し、飛び散った炭素原子を目的物の試料面に付着させる。この製法では、金属添加のDLCや炭素のみのDLCを作製することも可能である。水素フリーDLCはこの手法で作られる。

膜の種類と性質 
DLCは構成する炭素の混成軌道の割合と水素含有の有無が性質に影響する。
また新たな特性を持たせるためにケイ素やニッケル、クローム、タングステンなどの元素を含有させる事もある。

分類上の種類は様々あるが一般的に用いられるものは主に以下の2つとなる。
 a-C:H （hydrogenated Amorphous Carbon：水素化アモルファス カーボン）
 水素を含み、sp2混成軌道(グラファイト構造)の炭素の割合が比較的多いDLC。一般的に用いられるタイプ。
 ta-C （Tetrahedral Amorphous Carbon：テトラヘドラル アモルファス カーボン）
 水素を含まないsp3混成軌道（ダイヤモンド構造）の炭素の割合が比較的多いDLC。いわゆる水素フリーDLC。

DLCはsp3とsp2が混在したものでsp3が多くなるとダイヤモンド寄りの性質となり、sp2が多くなるとグラファイト寄りとなる。水素を含むと硬度が下がるため一般的にa-C:Hよりもta-Cの方が硬度は高いが靱性は低くなるため皮膜の剥離や割れなどに対しては不利になりやすい。潤滑油などが介在しない無潤滑下においては水素含有量が多い方が摩擦係数に優れる傾向があり、特に乾燥窒素中や真空中では顕著となる。反対に潤滑油中においては水素含有量が少ない方が摩擦係数に優れ、水素含有量が多いと摩擦軽減効果が低くなる。油中での使用においては水素フリーDLCを用いる事が多くなっている。

以上のものはあくまで組成のみの話で、実際には膜厚や面粗度、製造方法などによって性質は大きく変わってくるため、実際の運用に関しては組成だけではなくそれらを総合的に考える必要がある。

主な用途 
代表的な応用例として、以下のようなものがある。
 ハードディスクの表面
 剃刀（かみそり）の刃
 軽金属切削加工用の工具・金型
 ペットボトルの内面
 パッキンの表面皮膜
 自動車・オートバイ用エンジン、トランスミッション、サスペンションなどの部品
 光学部品の保護膜
 治具の表面皮膜
 スピーカー(トゥイーター)
実在気体（じつざいきたい）とは、現実に存在する気体のことで、不完全気体と呼ぶことがある。理想気体と対比するときに用いる語である。

理想気体との違い 
理想気体というモデルでは無視されていた次のような分子間相互作用が、実在気体には加わってくる。
 分子間の反発力 2分子がごく近接したときにのみ働くため、特に高圧の場合に重要となる。
 分子間の引力分子間が分子直径の数倍程度となるような圧力、あるいはこの引力で分子が捕らえられるような低温で重要となる。

その結果、実在気体では圧力の増加、温度の低下とともに理想気体の状態方程式からはずれ、圧力と体積の積は一定ではなくなる。その傾向は気体の種類によっても異なり、また、同一気体については低温．高圧であるほどそのずれが大きくなる。そのずれを圧縮因子という形で表すこともある。さらに言えば、実在気体は温度・圧力の条件によっては凝縮などの相転移を起こし、もはや気体でなくなってしまうこともある。

数式による記述

ビリアル方程式 
理想気体の状態方程式をビリアル展開することで、実在気体の状態を表現する方法がある。

ファンデルワールスの状態方程式 
ファン・デル・ワールスは、分子の体積と分子間力をモデル化し、下記のような実在気体の状態式を提出した（1873年）。

これを1molの気体に対するファンデルワールスの状態方程式という。この式のaとbは気体の種類によって決まる定数である。

その他 
上記2つ以外にも実在気体を表現するいろいろな状態方程式が存在する。
 ディーテリチの状態方程式
 ペン＝ロビンソンの状態方程式
流体力学におけるオイラー方程式（オイラーほうていしき）とは、完全流体を記述する運動方程式である。

概要
この方程式は1755年にレオンハルト・オイラーにより定式化された。

完全流体とは粘性を持たない流体である。粘性がないため、境界条件として壁面でのすべりを許す必要がある。

高マッハ数の圧縮性流れでは、流速が大きいことから粘性や乱流の効果は壁面近くの小さな領域にしか現れないため、オイラー方程式を用いて流れの解析が行われる。

数学的な記述
オイラー方程式は

で表される。

ここで  は流体の速度場、 は密度場、 は圧力場で、 は流体の質量当たりにかかる外力場（加速度場）である。これはナビエ-ストークス方程式から粘性項を省いたものと同じである。

ベクトル解析の公式から、流体の渦度  で

と変形されるので、オイラー方程式は

となる。

さらに密度が圧力だけで決まる順圧の場合には圧力関数

を導入すれば

と表される。

外力が重力のような保存力である場合には、外力のポテンシャルを  として

であり、オイラー方程式は

となる。
ボーキサイト（鉄礬土（てつばんど））は、酸化アルミニウム（AlO, アルミナ）を 52ないし57パーセント含む鉱石である。実際には、ギブス石 (Al(OH)),  (AlO(OH))、ダイアスポア (AlOOH) などの水酸化アルミニウム鉱物の混合物であり、鉱物ではなく岩石である。アルミニウムの原料である。

ボーキサイトの名は、フランスの都市レ・ボー＝ド＝プロヴァンス に由来する。発見者はピエール・ベルチェ（1821年）。

性質・特徴 
色彩は変化に富み、赤灰色を基調とし、白色、黒色、緑色を帯びることがある。形状は豆状である。比重は 2.5、硬度は 1 - 3 とやわらかい。

酸化アルミニウムは風化に強い抵抗性を示す。そのため、二酸化ケイ素 (SiO) に対して酸化アルミニウムの比率が高い岩石が風化を受けると、熱帯性土壌であるラテライトを経てボーキサイトが生成すると考えられている。また、アルミノケイ酸塩はコロイドになりやすく、河川水によって海まで運ばれるが、酸化アルミニウム、酸化鉄(III) (FeO) 、二酸化チタンなどはコロイドになりにくいので残りやすい。熱帯雨林では風化が早く進むため、ボーキサイト鉱床は熱帯雨林地域または過去に熱帯雨林であった地域に多く見つかる。

なお、ボーキサイトの粉末を吸い込むことで起こる塵肺の一種「ボーキサイト肺」は進行速度が極めて速く、4年ほどで死に至るため、ボーキサイトを長時間扱う際は防塵マスクの着用が推奨される。

用途・加工法 
アルミニウムの原料以外に、耐火用混合材、研磨材、アルミナセメントの素材として用いる。比熱が大きいので、ソーラーハウスの蓄熱材として用いる場合もある。

アルミナは非常にありふれた元素であり、地殻内では3番目に多く存在するとする説もあるが（クラーク数を参照のこと）、そのほとんどがアルミノケイ酸塩として存在する。アルミノケイ酸塩は、ケイ素との結合が強く精錬が難しいため、ボーキサイト以外の鉱石から取り出すのは経済的に見合わない。

アルミニウムの精錬 

ボーキサイトからアルミニウムを精錬するためには、まず不純物である二酸化ケイ素と酸化鉄(III)を除く必要がある。ボーキサイトを加圧、加熱下で濃水酸化ナトリウム溶液に浸すと、ケイ酸塩のほか、酸化アルミニウムがテトラヒドロキシドアルミン酸Naとして溶け出す。不純物である水酸化鉄は不溶性であるため、沈殿するので分離し除去する（赤泥）。上澄み水溶液を取り出して冷却し、結晶核として水酸化アルミニウムの結晶を加えて静置すれば、粒状の水酸化アルミニウムが沈殿し（白泥）、ケイ酸塩その他は水溶液に残る。沈殿した水酸化アルミニウムを分離・水洗し、焼成することでアルミナ（酸化アルミニウム）を得る。こうしたボーキサイトからアルミナを得る工業的手法をバイヤー法と呼ぶ。氷晶石 (NaAlF) にアルミナを5%程度混合し、陽極に炭素電極を用いて融解塩電解することにより（ホール・エルー法）、陰極に単体のアルミニウムが得られる。

産出地 

ボーキサイト産出量ではオーストラリア、中国、ギニアが1位から3位を占めている。2017年には中国のアルミニウム生産高が世界の半分を占めて第１位となり、ロシア、カナダ、インドが続いている。アルミニウムの需要は急拡大しているが、ボーキサイトの確認埋蔵量は世界の需要を今後数世紀に渡って充足し得るほど十分なものである。全世界的な省エネ化・省資源化の趨勢から、新しくアルミニウム地金を作るよりも電力コストを抑えられるリサイクルが進んでおり、ボーキサイト資源の可採年数は伸びつつある。

2010年11月にベトナムのグエン・タン・ズン首相は、同国のボーキサイト埋蔵量は世界最大となる110億トンと発表した。
ディーゼルサイクルは、低速の圧縮着火機関（ディーゼルエンジン・焼玉エンジン）の理論サイクル(空気標準サイクル)であり、等圧サイクルとよばれることもある。最初の圧縮着火機関を考案し実用化したのは、ドイツのルドルフ・クリスチアン・カール・ディーゼルであり（1893年）、そのサイクルは彼にちなんでディーゼルサイクルとよばれている。なお、実際の中・高速のディーゼルエンジンでは燃料噴射後の着火遅れに伴う予混合燃焼の影響が無視できなくなり、サバテサイクルに近くなる。

サイクル
ディーゼルサイクルは、圧縮着火機関の実際のサイクルを、下表1のような比熱一定の理想気体（空気）の可逆なクローズドサイクル（空気標準サイクル）で置き換えたものと考えることができる。

ディーゼルサイクルのp-V線図およびT-S線図を図1、2に示す。また、吸気状態をV1、p1、T1、S1としたときの、サイクル上の各点の状態量を下表2に示す。

熱量、仕事、熱効率 
上で求めた各点の状態量を用いて、1 サイクルあたりの加熱量、冷却量、仕事、および熱効率、平均有効圧力は下記のように求まる。
シリンダー内空気質量： 
加熱量：
冷却量：
仕事：
熱効率：
平均有効圧力：

この結果より、以下のことがわかる。
 圧縮比 ε を大きく（高く）すれば熱効率が大きく向上する。
 噴射締切比 σ を小さくすれば（1 に近づければ）熱効率が向上する。ただし、これは同じ出力に対して機関の大型化をもたらす。
 負荷に応じて平均有効圧力を変えて調速を行うには、（絞り弁で）吸気圧力 p1 を変えるか、または噴射締切比 σ を変えればよい。前者は大きな損失が伴うので、通常は後者を用いる。
サバテサイクル(Sabathe cycle)は、中・高速の圧縮着火機関（ディーゼルエンジン・焼玉エンジン）の理論サイクル(空気標準サイクル)であり、
複合サイクルとよばれることもある

。
実際のディーゼルエンジンでは燃料噴射後、着火するまでに着火遅れがあり、
この間に噴射された燃料はシリンダー内に燃料・空気の混合気を形成する。
これに着火すると短期間で燃焼し(予混合燃焼)、等積に近い燃焼となり、
低速機関でない限り、これを無視することはできない。
その後、続いて噴射される燃料が空気と混合しつつ順次燃焼し(拡散燃焼)、
等圧に近い燃焼となる。
この等積燃焼と等圧燃焼の双方を考慮したものが、サバテサイクルである。

サイクル 
サバテサイクルは、圧縮着火機関の実際のサイクルを、
下表 1 のような比熱一定の理想気体(空気)の可逆なクローズドサイクル
(空気標準サイクル)で置き換えたものと考えることができる
 。

サバテサイクルのp-V 線図および T-S 線図を図 1、2 に示す。
また、吸気状態を V1、p1、T1、S1 としたときの、
サイクル上の各点の状態量を下表 2 に示す。

熱量、仕事、熱効率 
上で求めた各点の状態量を用いて、1 サイクルあたりの加熱量、冷却量、仕事、
および熱効率、平均有効圧力は下記のように求まる。
 シリンダー内空気質量： 
 加熱量：
 冷却量：
 仕事：
 熱効率：
 平均有効圧力：

この結果より、以下のことがわかる。
 圧縮比 ε を大きく(高く)すれば熱効率が大きく向上する。
 このサイクルは、噴射締切比 σ が小さくなれば (1 に近づけば) オットーサイクルに近づき、圧力比 α が小さくなれば (1 に近づけば) ディーゼルサイクルに近づく。
 オットーサイクル(σ=1)とディーゼルサイクル(α=1)を比較すると、圧縮比 ε が等しければ、オットーサイクルの方が熱効率が良いが、最高温度 T4 が等しければ、（図 2 で点 3 が左方へ移動する方が平均加熱温度が高くなるので、)ディーゼルサイクルの方が熱効率が良い。実際はディーゼルエンジンの方が圧縮比が格段に高く、最高温度も高いので、理論サイクルの面でもディーゼルエンジンの方が熱効率が良い。
CMYKカラーモデルはシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4成分によって色を表す色の表現法の一種である。

 は、シアン、マゼンタ、イエローと、キー・プレートから、頭文字1字を取ったものである。キー・プレートは、他の印刷の合わせになる版のことで、通常、文字や図の輪郭を表す黒で印刷される。CMYKの""が、ブルーと混同しないようにブラックの"K"を用いたものであるとか、日本語の黒に由来するとかいう説明は誤りである。ただし、CMYKはと表記されることもあり、この場合は がブラックを指す。

概要 

CMYKカラーモデルはCMYから派生した、減法混合に基づく色の表現法である。理論上ではCMYのインクを全て均等に混合すれば黒色を表現できるはずであるが、実際に綺麗な黒色を表現するのは技術的に困難であり、せいぜい鈍い暗色にしかならない。このため、プリンターなどの印刷機で黒色をより美しく表現する目的としてCMYKカラーモデルが採用されている。また見た目の美しさ以外にも、黒を表現するのに必要なインク量が少なくなるためにCMYの場合と比べてランニングコストが下がる、乾燥が速く高速印刷に向く、といった利点がある。プリンターのインクやトナーが1色でも空になると印刷できなくなるのは色の表現法に基づいての印刷ができなくなるためである。なお、機種によってはカラーインクやトナーのいずれかが空になっても数日間は白黒印刷に限って可能な場合がある。

インクジェットプリンターなどでは、階調表現力を良くするために通常のCMYKカラーモデルに加えて淡いシアン(ライトシアン・フォトシアン)・淡いマゼンタ（ライトマゼンタ・フォトマゼンタ）・グレーなどの追加インクを使用する場合がある。これらは使用される追加インクの色やインクの数にかかわらず、色の表現法としてはCMYKカラーモデルとの違いはない。

CMYKカラーモデルとRGBの違い 
デジタルカメラなどで撮影された画像、あるいはテレビやパソコンのディスプレイ上に表現される色は、ライトの発光を利用して色を表現するRGB形式であるが、印刷物では色素による光の吸収を利用して色を表現している。このように、画面と紙とでは発色の原理が全く異なる為、RGB形式の画像を印刷する場合は、RGB形式からCMYKカラーモデル形式への変換作業が必要となる。

原理的には(C=1-R),(M=1-G),(Y=1-B)でRGB値からCMY値が得られる。さらにK=min(C,M,Y)を求め、(C'=C-K)(M'=M-K),(Y'=Y-K)で、CMYKカラーモデル値を得る。しかし、この計算で得られた濃度を印刷に適用すると、一般的なRGB色空間とCMYKカラーモデル色空間のγ特性が全く正反対である事が考慮されていないこと、RGBとCMYKカラーモデルそれぞれの補色の波長が一致していない事などから、印刷結果は全く期待通りとならない。この為、それぞれの色空間をカラーマネージメントシステムで補正する必要がある。通常の画面表示用カラーマネージメントシステムでは、実解像度をリアルタイムで処理すれば良いので精密に再現されるが、プリンターの場合にはきわめて高い解像度とナノグラム単位の非常に少ない色素液粒を制御しなければならない事から莫大な量の演算が必要になるため、事前に発色特性をサンプリングして作った多次元ベジェ曲線等によって、特性をシミュレートする事で演算を軽減するなどして、印刷の速度を向上させている。完全な再現は基本的には不可能である事から、あらかじめ印刷対象がどのような物であるかをユーザーが手動で指示したり、あるいはプリンタドライバソフトウェアが画像解析によって印刷対象を予測したりする、高度なシステムが実装されている。

補足 
オフセット印刷では各色版の網点が重なり合わない、また各網点のモアレや亀甲模様が生じないように、色ごとにスクリーン角度が違う。このうち、Y版は他の色に比べて干渉縞を引き起こしにくいため、他色版の網点とのスクリーン角度の間隔はやや小さい。

日本の製版・印刷業界では、永らくYMCKという順番で呼ばれてきた。これは、昭和20年頃までのオフセット印刷機でカラー印刷していた際の版の順番が、Y版→M版→C版→K版であったことに由来する。当時のイエローインキ顔料はクロム酸鉛系の透明度の低いものであり、他色を隠蔽してしまうおそれがあったためY版を先にする必要があった。

後に登場したジスアゾ系顔料を使った透明度が高いイエローインキでは刷り順は逆に最後にするのが一般的で、2013年現在の刷り順はK-C-M-Yか、CM-KYである。各色の刷り重ね順はカラーマネジメントの上でもこの順で固定され、またオフセットインキ自体もこの刷り順に適するよう調整されている。

日本国内の印刷現場では、プロセスカラーの墨をKeyplate等とは言わず、スミ、クロ、ブラックと言う。KeyplateとはあくまでもCMYKカラーモデルという単語のKの由来であり、色そのものを表すものではないことに注意せよ。

また、印刷実務では、C-アイ、M‐アカ、Y-キということも多い。
安息香酸（あんそくこうさん）は芳香族化合物であり、特に芳香族カルボン酸である。ベンゼンの水素原子1個がカルボキシ基に置換された構造を持つ。水に溶かすと酸性を示し、酸解離定数 は 4.21 である。

安息香酸のカルボキシ基に対してオルト位の水素原子がヒドロキシ基に置換されると、サリチル酸となる。

抗菌・静菌作用があるので、水溶性のナトリウム塩、安息香酸ナトリウム などは清涼飲料等の保存料として添加されている。酸型保存料の一種。殺菌作用はない（既に細菌などの増殖したものに対しては無効）。旧厚生省は安息香酸を天然に存在しない添加物に分類している。

発見と命名 
ユストゥス・フォン・リービッヒとフリードリヒ・ヴェーラーにより、1832年に構造決定がなされた。

安息香（ベンゾイン）は香料として用いられる樹脂の一種であり、この中に安息香酸のエステルが多いことからこの名がとられた。

製法 
安息香酸はアルキル側鎖を1つ持つ芳香族（たとえば、トルエンやエチルベンゼン、クメンなど）を酸化することで得られる。この反応ではベンゼン環に隣接する水素－炭素間の結合が攻撃される。ベンジル位にC-H結合がない場合はベンゼン環が酸化される。
また、ベンズアルデヒドC6H5CHOの酸化によって得ることも出来る。

体内での代謝 

安息香酸は、体内に取り込まれると肝臓にて代謝され馬尿酸となり尿として排泄される。

安全性に関する議論 
2007年、英国食品基準庁は食品添加物と注意欠陥・多動性障害との関係を調査する為に二重盲検法による広域スクリーニングを実施した結果、数種類の合成着色料であるタール色素と、合成保存料の安息香酸ナトリウムを同時に摂取した群に相関を認めたという研究報告があり、注意欠陥・多動性障害の子供は、安息香酸を保存料として使用されている食品は避けたほうがいいと勧告している。しかし、欧州食品安全当局(EFSA)は同じ研究報告を評価し、観察された影響の臨床上の意義が不明なことや、研究結果の一貫性の無さ、小さなエフェクトサイズの意義が不明なこと、用量反応性の情報がないこと、食品添加物の行動への影響を誘発させる生物学的メカニズムが考えられないことを挙げ、ADIを変更する根拠にはならないとしている。

ドイツ連邦リスク評価研究所 (BfR) の報告によれば、清涼飲料水中に安息香酸とアスコルビン酸が共存する場合には微量のベンゼンが生成する可能性があり、生成量は pH、温度、他の不純物（主に金属イオンが影響するものと思われる）、紫外線の影響を受けるという。

ベンゼンの曝露は各種のガンや骨髄性白血病のリスクを高めるが、試験結果によればベンゼン濃度は最大でも 20 ppb 程度に留まり、BfRも現時点でのリスクは評価できないほど小さいとしている。

なお、ベンゼンの摂取許容量（時間加重平均濃度 1 ppm、40年曝露での白血病リスク増加はみとめられなかった）を定量的に考慮すると、直ちに健康被害が発生するとは考えづらい。

使用基準 
日本の厚生省（当時）は、安息香酸の使用をキャビア、マーガリン、清涼飲料水、シロップ及び醤油のみに認め、安息香酸ナトリウムの使用については、それらに加えて菓子製造に用いる果実ペースト及び果汁のみ認めており、使用量を設定している。
湿度（しつど）とは大気中に、水蒸気の形で含まれる水の量を、比率で表した数値。空気のしめり具合を表す。

湿度にも数種類の指標があるが、気象予報などで一般的に使用されるのは相対湿度である。空気が水蒸気の形で包含できる水分量（飽和水蒸気量）は、温度により一定している。この限度を1として、実際の空気中の水分量が最大限度の割合で表した数値が、湿度である。通常はパーセント(百分率)で示される。このため「湿度100%」は水が満たされているという意味では無い。

絶対湿度とは、国際的には容積絶対湿度のことである。しかし、日本では空気調和工学の分野では重量絶対湿度（混合比）が「絶対湿度」と呼ばれる。

分類

容積絶対湿度 
容積絶対湿度（略称: VH）とは、大気中に含まれる水蒸気の密度（容積あたりの質量）である。単位はグラム毎立方メートル（g/m）が用いられている。

容積  の空気中に含まれる水蒸気の質量を  とすると、容積絶対湿度  は

と表わされる。水蒸気を理想気体とみなして近似すれば、気温を 、水蒸気分圧を  として

と近似される。これは、飽和水蒸気量に相対湿度をかけた値に等しい。

相対湿度 
相対湿度（略称: RH）とは、ある気温における飽和水蒸気圧に対する実際の空気の水蒸気分圧の比である。一般に百分率（パーセント、%）で表される。

空気の水蒸気分圧を 、気温  における飽和水蒸気圧を  とすると、相対湿度  は

と表わされる。
水蒸気を理想気体とみなして近似すれば、水蒸気分圧は水蒸気量に比例する。空気中に含まれる水蒸気量を 、気温  で空気が含むことのできる最大の水蒸気量（飽和水蒸気量）を  とすれば

と近似される。

分母の飽和水蒸気量は、気温が高くなるほど大きくなり、1度あたりの増加量も拡大する。このため、相対湿度が同じでも、気温が高いほど空気中の実際の水蒸気量は多い。また、気温が下がると分母は小さくなるので、相対湿度は上昇する。相対湿度が100%になると空気中の水蒸気が飽和し、それ以上の水蒸気は凝集して液体となって結露を生じる。このときの温度を露点温度という。

臨界相対湿度 
尿素やクエン酸などの水溶性物質では低湿度では全く吸湿が起こらず、ある相対湿度以上で急激に吸湿量が増大する場合がある。このような変化の起こる相対湿度を臨界相対湿度 (critical relative humidity、CRH) と呼ぶ。臨界相対湿度は飽和水溶液の蒸気圧が空気中の蒸気圧に等しい点である。したがって、臨界相対湿度以上の相対湿度では固体が完全に溶解され、さらに希釈されてその溶液の蒸気圧が空気中の蒸気圧に等しくなるまで吸湿が進行する。一般に臨界相対湿度の高いものは吸湿しにくく、低いものは吸湿しやすい。

混合物の臨界相対湿度は各成分の臨界相対湿度より低く、混合物ABの臨界相対湿度 CRHABは、各成分A、Bそれぞれの臨界相対湿度 CRHA、CRHB の積に近似することができる。
CRHAB = CRHA × CRHB
これはエルダーの仮説 (Elder's hypothesis) と言われ、この場合、A、B両成分の飽和水溶液の蒸気圧が臨界相対湿度に対応する。

重量絶対湿度 

重量絶対湿度、あるいは混合比とは、乾燥空気の質量に対する水蒸気の質量の比である。単位には kg/kg(DA) が用いられる（DA は  を意味する）。水蒸気を含む混合空気を湿潤空気（湿り空気）という。湿潤空気から水蒸気を除いた空気の成分が乾燥空気である。空気調和工学においては、湿り空気線図などで一般的に用いられる。

水蒸気量を 、乾燥空気の密度を  とすると、重量絶対湿度  は

と表わされる。
水蒸気と乾燥空気をそれぞれ理想気体とみなして近似すれば、水蒸気分圧を 、空気の圧力を  とすれば

と近似される。

比湿 

比湿とは、湿潤空気の質量に対する水蒸気の質量の比である。

水蒸気量を 、乾燥空気の密度を  とすると、比湿  は

と表わされる。
水蒸気と乾燥空気をそれぞれ理想気体とみなして近似すれば、水蒸気圧を 、空気の圧力を  とすれば

と近似される。

その他の湿度表現 
 顕熱比
 湿り空気の状態変化で、全熱量変化に対する顕熱量変化分の割合を言う。

湿度の変化 
地球上の各地における湿度は、各地の降水量や気温に大きな影響を受ける。降水量が多い地域は湿度が高く、気温の低下は飽和水蒸気量の低下につながるので絶対湿度は下がる。また、湿度は季節によっても大きく変化し、雨季には高くなり、乾季には低くなる。

日本では一般に夏季に湿度が高く、冬季に湿度が下がるため、材木などの含水量が低下し冬季に火事が多い。これは、夏湿冬乾である温帯湿潤気候や温帯夏雨気候、冷帯湿潤気候の地域などでも同様である。一方、夏乾冬湿である地中海性気候の地域では、冬季に湿度が上がり、夏季に湿度が低くなって山火事が多発する。乾燥による火災の目安として、実効湿度という指標が用いられる。乾燥注意報の基準には、相対湿度の日最小値である最小湿度と、実効湿度が用いられる。一日の変化は、ほぼ気温に依存し、昼間は低下し、夜間に気温が下がるにつれて湿度は上がる。気温が低下する夜間に夜露が生じたり、早朝に霧が出て日が昇ると消えるのは、このためである。

気象観測上、1日のうち最も低かった湿度の値を最小湿度として記録し、統計をとっていて、最低値は1971年1月19日に鹿児島県屋久島で、2005年4月9日に岐阜県高山市で0%が記録されている。一方、最大湿度は100%に近い値になることが珍しくなく、統計は取られていない。

また、都市化により、湿度は長期的に低下する傾向がある。東京（大手町）では、20世紀の間に年平均相対湿度が20%程度低下した。土壌などの吸湿性のある地表が少なくなった影響とみられている。

湿度の影響 
生物の成分の大部分は水であるから、湿度はその体や活動に大きな影響を与える。ヒトに対しては、乾燥は唇のひび割れや乾燥肌などを引き起こす原因となる。

また、体感温度などの感覚的な温度にも湿度の大小が影響する。一般的に、湿度が高いほど暖かく感じられ、その（体感温度に対する湿度の大小の）影響度は気温が高いほど大きくなる。そのため、不快指数は温度に湿度を勘案して計算される。また空気調和設備では湿度も制御の対象であり、湿度の観測を行い、加湿器や除湿機などを用いて制御を行う。また、住宅などを中心に、加湿器や除湿器を単独で用いることがある。高い湿度の環境を避けるために、除湿機や乾燥剤などの部分的な除湿装置が日常生活で使用されることがあるほか、工業用、科学実験・研究用（デシケーター）など、広い用途に用いられている。