棉被曬過之後，為什麼會變蓬鬆？
― 蟎蟲在太陽下並沒有被曬死
大晴天把棉被拿出去曬，收進來時會膨得讓人認不出來。常聽人說「因為陽光把蟎蟲曬死了」、「因為太陽的力量讓纖維復活了」，但這兩個都不是主因。從棉被裡跑出去的，是你前一晚自己讓它吸進去的水。
早上掀開棉被，身體壓過的地方被壓得扁扁的。用手拍打，也很難恢復原狀。
把它拿到陽台，放上幾個小時再收進來。一提起來，就覺得變輕了，厚度也回來了。
明明是同一件棉被，拿出去前後卻差這麼多。太陽到底對棉被做了什麼？
決定蓬鬆程度的，是這兩件事
一般認為，人一晚上會流出大約一杯水的汗。其中大部分會轉移到棉被上，賴在棉花或羽絨的縫隙裡。水很重，還會把纖維黏在一起，妨礙棉被膨起來。
棉被的厚度，其實不是纖維本身，而是纖維抱住的空氣。水一跑掉，纖維就能自由彎曲，靠自己的彈力回到原來的形狀。
也就是說，「蓬鬆」不是陽光新給的東西。只是水這個重物拿掉了，棉被回到它本來的樣子而已。那麼，常聽到的「曬太陽殺蟎」又是怎麼回事呢？這一點稍後再仔細看。
蓬鬆的真面目，是空氣而不是纖維
不論是蓋的被子還是鋪的墊被，體積幾乎都是空氣。棉花或羽絨由細纖維互相纏繞，形成縫隙，把空氣關在裡面。因為這些空氣不流動，熱不容易散掉，人才覺得暖和。
可是一旦水滲進去，情況就變了。水鑽進細小的縫隙，靠表面張力把纖維互相拉近。就像溼頭髮會黏成一綹一綹貼下來，同樣的事也在棉被裡發生。請看圖 1 的左邊。纖維被壓扁，空氣的小房間變小了。
拿到太陽下，棉被的溫度會上升。變熱的水變成氣體跑出去。這樣一來，原本拉著纖維的力量消失，如圖 1 右邊所示，纖維就立起來了。厚度就是在這一刻恢復的。
「曬太陽會殺死蟎蟲」，有幾分是真的？
住在棉被裡的蟎蟲，以塵蟎這一類為主。牠們吃人的皮屑和污垢，並留下會引起發癢和打噴嚏的物質。一般認為，這種蟎蟲在大約超過 50℃ 的環境中放上一段時間就會死亡。
問題是，那個溫度能傳到棉被的多深。即使是大晴天，變得很熱的也只有朝向太陽的表面。內部和背面，多半只比外面的氣溫高一點點而已。
而且蟎蟲會移動。牠們只要從變熱的那一面，移到涼爽的背面或更深處就行了。如圖 2 所示，棉被裡一定會留下「避難所」。所以曬太陽並不是能大幅減少蟎蟲數量的方法。
不過也不是完全沒有效果。一般認為蟎蟲在潮溼的地方繁殖得比較快。曬棉被把水分趕走，就是在打造不容易繁殖的環境。與其說是直接消滅，不如說是讓牠們住得不舒服，這樣想比較貼近實情。
有一種做法，是用黑色的大袋子罩住棉被去曬。黑色的面很會吸收日照，溫度會升高，袋子裡的空氣也被關住。這樣不只表面，連內部的溫度也比較容易上升，所以水比單純曬更容易跑掉。
用力拍打會讓纖維斷裂，變成細粉留在棉被裡。蟎蟲的糞便和屍體也會被打碎，飄散到空中。一般認為，輕輕拂掉表面，再用吸塵器吸，會比較合理。
總結
棉被的蓬鬆，不是太陽新做出來的。只是一晚上滲進去的水跑掉了，纖維恢復了原本的彈力而已。陽光扮演的角色，是把那些水趕出去。至於蟎蟲，與其說是被消滅，不如說是環境變成了不易繁殖的乾燥處，這樣的說法比較接近實際情況。
曬棉被時跑掉的，是一杯水。
膨起來的不是纖維，而是回來的空氣。
水變成氣體時會帶走大量熱量，這個原理在狗為什麼要吐舌頭喘氣？裡也有詳細說明。乾燥後纖維會改變形狀，這一點和松果為什麼淋溼會閉起來、乾了會張開？是同一類現象。
- 挑一個枕頭或靠墊等可以搬動的寢具，一早先量重量。用廚房秤就可以。
- 在晴天曬 2～3 小時，收進來後馬上再量一次。如果輕了幾十公克，那就是跑掉的水。
- 把同樣的東西曬在背陰又通風的地方，比較重量減少的情形。雖然比曬太陽花更多時間，但重量還是會減少。
如果在陰涼處也會變輕，就表示起作用的不是「陽光本身」，而是「讓水能跑出去的條件」。下雨天或溼度高的日子，幾乎不會變輕。
想知道更多的人 ― 用語、算式、與課本的連結明確標示這是從國中理化到大學專業課程的哪個程度
- 國中國中理化學到的範圍
- 高中高中「基礎物理、基礎化學」學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或課本專欄的內容
- 大學高中沒學過、大學專業課程（熱傳工程、傳輸現象）的內容
- 研究連大學也不當作「定論」來教、目前研究者正在探討的話題
國中用語：這個現象有名字
- 蒸發：液體即使沒有達到沸點，也會從表面變成氣體。棉被裡的水跑掉，靠的就是這個作用。
- 蒸發潛熱（汽化熱）：讓液體在溫度不變的情況下變成氣體所需要的熱。這是溫度計上看不出來、卻不斷消失的熱。
- 熱傳導率：表示熱傳得容易或不容易的量。不流動的空氣這個值很小，是棉被保暖的來源。
- 毛細力：水進入細小縫隙，把周圍物體拉近的力。這是溼纖維黏成一束的原因。
國中高中用算式確認：要把一整晚的水曬乾，需要幾分鐘的日照？
主角是水。所以我們來算算「要把滲進棉被的水全部變成氣體，需要幾分鐘的日照」。我們想求的就是時間本身。
| 用符號寫 | t ＝ (m × L) ÷ (S × A) |
| 用文字寫 | 所需時間 ＝ (水的重量 × 蒸發所需的熱) ÷ (日照強度 × 受照面積) |
| 這個式子從哪來 | 能量守恆。假設從上方接收的熱量總和，剛好等於讓水變成氣體所需的熱 |
| t | 所需時間。單位是秒 |
| m | 滲進棉被的水的重量。單位是公斤 |
| L | 讓 1 公斤的水變成氣體所需的熱。單位是千焦每公斤 |
| S | 日照強度。每 1 平方公尺每 1 秒接收的熱，單位是瓦特 |
| A | 朝向太陽的棉被面積。單位是平方公尺 |
| 一晚轉移到棉被的水（m） | 約 0.2 公斤（一般認為約一杯的量） |
| 水的蒸發潛熱（L） | 約 2400 千焦每公斤（30℃ 附近） |
| 大晴天中午的日照（S） | 約 700 瓦特每平方公尺 |
| 朝向太陽的棉被面積（A） | 約 2 平方公尺 |
| 讓水變成氣體所需的熱 | 0.2 × 2400 ＝ 480（千焦） |
| 換算成焦耳 | 480 × 1000 ＝ 480000（焦耳） |
| 棉被每秒接收的熱 | 700 × 2 ＝ 1400（瓦特） |
| 所需時間 | 480000 ÷ 1400 ≒ 343（秒） |
| 換算成分鐘 | 343 ÷ 60 ≒ 5.7（分鐘） |
光看熱量，大約 6 分鐘就夠了。可是實際曬棉被要花 2～3 小時。不夠的不是熱，而是水蒸氣從棉被深處跑到表面需要時間。接收到的日照，大部分用來加熱棉被和空氣，或是直接散失到外面。由此可知，決定蓬鬆的，與其說是日照強度，不如說是「通風」和「空氣的乾燥程度」。
高中高中＋溫度沒有升高，熱跑去哪了？
高中讓物體變熱的熱叫顯熱，只改變狀態、不改變溫度的熱叫潛熱。棉被裡的水吸收的主要是潛熱。所以在曬的時候，棉被的溫度不會上升到想像中那麼高。上面計算用到的每公斤 2400 千焦這個值，就是這個潛熱。
高中＋水能跑出去多少，是由空氣那一側的狀態決定的。某個溫度的空氣所能含的水蒸氣量有上限，這叫飽和水蒸氣壓。表示溫度與飽和水蒸氣壓關係的式子，就是克勞修斯－克拉佩龍方程式。棉被附近的水蒸氣量，和周圍空氣的水蒸氣量之間的差，決定了蒸發的速度。在溼度高的日子曬不乾，就是因為這個差很小。
大學乾燥分成兩個階段
把粉末、食品或纖維弄乾的過程，屬於化學工程的傳輸現象論。表面還夠溼的時候，單位時間內跑掉的水量幾乎保持一定，這叫恆率乾燥階段。之後水送不到表面時，速度就會下降，進入減率乾燥階段。棉被曬久了，到最後效果變少，就是因為進入了後半段。這裡熱的傳遞與質量的傳遞同時進行，會用到表示兩者比值的無因次量，叫路易斯數。
📖 算式的推導與更進一步的內容：蒸發熱（蒸發潛熱）
研究目前還不清楚的事
- 一般家庭的棉被，實際上有幾成的水會跑掉？ 素材、厚度、曬的時間組合太多，能當作共通標準的測量還不多。
- 蟎蟲躲避高溫行為的細節。 溫差多大時、以多快的速度移動，依物種和潮溼程度不同，報告的差異很大。
- 能減少多少過敏原。 減少蟎蟲數量和減少引發症狀的物質是兩回事，家庭能做的對策效果仍在探討中。
也就是說，這篇文章的內容也只是「就目前所知範圍內的說明」。棉被的內容物依素材不同，性質也不同，請把數值當作參考。
與課本的連結（依程度分類）
| 程度 | 科目、單元 | 本文的哪裡 |
|---|---|---|
| 國中 | 理化・狀態變化與熱 | 水變成氣體時會吸熱的部分 |
| 高中 | 基礎物理・熱量與潛熱 | 「用算式確認」的整個計算 |
| 高中＋ | 基礎地球科學・飽和水蒸氣壓 | 溼度高就曬不乾的原因 |
| 大學 | 化學工程・傳輸現象論 | 恆率乾燥階段與減率乾燥階段 |
| 研究 | 居住環境學・過敏學 | 驗證除蟎對策的效果 |
| ― | 與生活的連結 | 曬棉被的時段選擇、不拍打的處理方式 |
- 蒸發熱（維基百科日文版） ― 蒸發潛熱的定義與水的數值
- 日本家政學會誌（日本家政学会誌）等，有關寢具吸溼與放溼的報告
- 厚生勞動省（厚生労働省）「過敏疾病的生活環境對策」相關解說資料
- 化學工學會（化学工学会）編《化學工學便覽》（化学工学便覧）乾燥章節（恆率乾燥與減率乾燥的區分）
※本文是寫給一般讀者的科學解說。文中的數值是為了理解原理而給的參考值與概算。與過敏等健康相關的對策，請依症狀聽從醫師或專業機構的建議。