マイクロメリティクス社は、物理吸着等温線の測定に使用されるいくつかの装置を製造しています。これらのほとんどは静的（マノメトリック）吸着法を利用しており、サンプルに吸着されたガスの量は圧力と温度の測定値、および吸着剤の非理想的挙動を考慮した気体の法則から決定されます。ガスマニホールドから試料に注入されるガス量は、マニホールドの校正体積、マニホールド内の絶対ガス圧、マニホールド温度を用いて決定される。圧力と温度は、まずマニホールド内のガスの初期量を決定するために投与前に記録され、マニホールド内に残っているガスの量を決定するために投与後に記録されます。その差は、マニホールドからサンプルホルダに移動したガス量、またはサンプルにドーズされたガス量となります。

試料ホルダーに移動した吸着剤は、試料に吸着するか、試料上部の気相に留まるか、2つのうちのどちらかです。サンプルホルダー内の圧力を決定するのは気相に留まる部分であり、圧力はガス濃度の尺度として考えることができます。サンプル表面や細孔へのガスの吸着は、サンプルと吸着剤の間の物理的吸引力の結果として、サンプル表面上のガスの濃度と考えることができます。

等温線の従属変数である試料に吸着する気体の量を決定するためには、試料ホルダーに注入された気体の量を、気相に留まり圧力に寄与する量と試料に吸着する量に分ける必要がある。気体の法則は、吸着しない気体の量を決定するために再び使用することができます。極低温浴温度のわずかな違いを考慮するため、結果は浴温度における吸着剤の飽和蒸気圧に対する圧力の関数として報告される。必要なのは、試料ホルダーの体積を、その中のさまざまな空間の温度で補正したものだけである。試料ホルダーの気体容量は、しばしば自由空間またはボイドスペースと呼ばれる。この容量は、試料ホルダーの温度が下がると増加するため、浴温の関数となる。さらに、サンプルホルダーの浴温にある部分内のガス量は、圧縮性、すなわち非理想的挙動を補正する必要があります。通常の沸点である77.35 Kの窒素の場合、容器内の窒素量は、自由空間容積のみから計算される量よりも、1気圧あたり約4.3％増加します。

当然ながら、試料ホルダーにドーズされた吸着剤のうち気相にない量は、試料表面またはその開孔内に吸着されたガスの量である。この吸着量を計算するためには、浴温での自由空間と、試料ホルダーのうち極低温物質を含むデュワーフラスコの外側の部分を含む常温での自由空間の正確な値を知る必要があります。したがって、チューブが常温にあるときの気体の法則で決定された値と、チューブの一部が浴に浸漬されたときに決定された値の2つの自由空間値が必要になります。これら2つの自由空間値により、自由空間容積を常温のものと浴温のものに分けることができる。これにより、試料ホルダーの全空容積における気相中の吸着量を、極低温におけるその部分の圧縮性の補正を含めて決定することができる。これら2つの決定された自由空間の値は、決定されたときの試料の温度を示す冷間自由空間および温間自由空間と呼ばれることもあり、自由空間の決定が行われたときの試料の温度を示す分析自由空間および周囲自由空間と呼ばれることもある。温間自由空間または常温自由空間は、試料ホルダーを常温に保った状態で測定され、冷間自由空間または分析自由空間は、試料ホルダーの一部を分析温度に保った状態で測定されます。図 1 は、アルミナ触媒担体押出成形体について求めた吸着等温線と脱着等温線を示している。