お湯が沸くのが早いのは

ステンレス鍋で、全面多層鋼、底のみ多層鋼、単層の鍋では、同じ条件でお湯を沸かした時、早く沸く順番を教えてください。

質問者からの補足コメント

• 多層鋼は5層〜7層くらい、底のみは3層で、挟まれている素材はアルミ。
  ステンレス単層含めすべて18cm片手鍋で同じ条件下とします。
  
  料理は無関係で、単純に湯沸かしのみの場合です。
  
  薄い単層ステンレスと多層鋼では、厚みの分、遅くなりそうな気がするのですが…
  
  順番と、その理由も教えてください。
  よろしくお願いします。

    補足日時：2022/12/02 11:44

• 不等号が逆になっていました、すみません。

  No.6の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2022/12/06 21:24

No.6 ベストアンサー 回答者： taunamlz 回答日時： 2022/12/06 19:15

＞ すると鍋限定として、湯を沸かすのに最も最適な素材はアルミということになりますか？

結局、ガスコンロの場合、材質よりも加熱の際の損失が一番大きな問題となっています。
そのため、お湯を沸かすのに最適なのは、フィン付きの鍋になります。

こんなのです。
https://www.murauchi.com/MCJ-front-web/CoD/00000 …
https://www.monotaro.com/g/00966598/

キャンプ用でも良ければ、種類は色々選べます。
https://campballoon.com/30696

高くて手が出ないのなら、アルミの鍋が最適だと思います。

＞ ちなみに銅とアルミでしたらまた変わりますか？

銅は熱伝導率はアルミよりも良いですが、比重も比熱もステンレスと同程度なので、鍋を温めるために必要な熱量はステンレスと同じくらいになりますので、ちゃんと計算してませんが、温めるのにかかる時間はアルミのほうが短いと思います。

この回答へのお礼

何度もご回答いただきありがとうございます。

銅よりアルミのほうが早く沸くとは、熱伝導の良さとお湯が沸くスピードは単純に比例するわけではないのですね。

・沸かす水の量が少ない場合は、素材で差が出る。

・1L以上の水を沸かす場合は、どの素材でもそこまで大きな差はないが、順位をつけるなら1番はアルミ

・沸かす時間が短い＝光熱費が一番安い順は、アルミ＞銅＞ステンレス

と考えて良いでしょうか？

お礼日時：2022/12/06 20:17

No.7 回答者： taunamlz 回答日時： 2022/12/07 09:40

No.6です。

全く同じ形状（大きさ、厚さ、形）の鍋があったとし、その鍋に同じ量の水を入れ、全く同じ火力で加熱した場合についてはその通りです。


熱伝導率についてですが、銅とアルミの熱伝導率は２倍近く違いますが、温度伝導率はそれほど変わりません。
更に、単層の鍋は厚さが1mmあるかないかですから、熱伝導率や温度伝導率なんて誤差（1秒以下）の話です。
下のURLには銅とアルミの熱が伝わる速さの実験が記載してあります。
https://www.mirai-kougaku.jp/laboratory/pages/14 …

下のURLに熱伝導率と熱容量について記載してあるので、参考にしてみてください。
https://www.koinu-honma.co.jp/wp-content/uploads …

この回答へのお礼

理由も解りすっきりしました。本当にありがとうございました。
何度も申し訳ないのですが最後に、初めの質問なのですが、ステンレス鍋で同じ条件下でお湯を沸かした時に早い順は、

水量小（200〜500ml程度）→単層鍋
水量多（1L以上）→多層鋼鍋

で合っていますか？
よろしくお願いします。

お礼日時：2022/12/07 15:32

No.5 回答者： taunamlz 回答日時： 2022/12/06 17:54

No.3です。

＞ 沸かす量の多い少ないは、1Lの場合どちらになりますか？

鍋の重さによって変わるので一概には言えませんが、1Lの場合は水の量が多いと考えてください。


以下は計算方法です。
読み飛ばしてもいいですよ。

■■■ここから■■■
多層鋼の鍋は計算が面倒なので、ステンレスとアルミの鍋を比較します。

まず、比重は、アルミが2.7で、ステンレスは8で、大体3倍違います。
同じ形状の鍋があったら、ステンレスは3倍重いということです。

そして、比熱[j/(gK)]（1gの物を1度上げるために必要な熱量)は以下のとおりです。
水：約4
ステンレス：約0.5
アルミ：約0.9

水0.1L＝100gを1度上げるには、400jの熱量が必要です。
水1L＝1000gを1度上げるには、4000jの熱量が必要です。
0.9kgのステンレス鍋を1度上げるには、450jの熱量が必要です。
0.3kgのアルミ鍋を1度上げるには、150jの熱量が必要です。

この条件の場合について考えます。
水0.1Lを温める場合、ステンレス鍋で温めると2倍以上の熱量が必要になりますが、アルミだと1.4倍位ですみます。
水1L温める場合、ステンレス鍋で温めると1.11倍の熱量が必要になりますが、アルミだと1.04倍位ですみます。
ということで、1Lくらいになると、必要な熱量がほとんど変わらないので、鍋側面の放熱量の影響が大きくなります。
■■■ここまで■■■


＞ あとステンレス＋アルミ＋ステンレスの三層鋼の場合でも、ステンレスが2枚ある分、単層より遅くなるのでしょうか。鍋の謳い文句では「熱伝導の良いアルミを挟んでいるので早く沸く」と書いてあったりするのですが…


もしそうだとすれば、ただのアルミの鍋を使うべきですね。
だって、その鍋には熱伝導率が悪いステンレスが使われているのですから。

どちらかというと、中層に熱伝導率がいいアルミを使用している理由は、底面の温度を均一にするためだと思われます。
ステンレスだと具材が乗ってる場所だけ温度が下がり、そのすぐ横が熱いままということがあります。
アルミを入れることで、すぐ横の熱を具材の下に移動することになります。

表面をステンレスにする理由は、変形しにくく、傷がつきにくいということでしょう。
それが気にならないのであれば、アルミ鍋で十分だと思います。



以下は効率の良い鍋の説明ですので、不要であれば読み飛ばしてください。

■■■ここから■■■
効率のいい鍋の条件は以下になります。
１．加熱する際の損失が少ない
２．放熱量が少ない
３．鍋自体を温めるために必要な熱量が少ない

世の中に存在する理想の鍋に近いのは電気ケトルです。

１について
ガスコンロの場合、炎の熱量は空気を温めるためにも使われてしまいます。
IHは鍋を直接加熱して空気を温めないため、ガスコンロと比べると効率が良いですが、IH自体も温めている分損失があります。
一方、電気ケトルは外側が断熱されているので、ほぼ100%の熱量が水を温めるために使われます。


２について
鍋の側面から放熱すると、その分水の温度が下がってしまいます。
熱伝導率はここに関わってきます。
熱伝導率が良いと、放熱量も多くなります。
それに対し、熱湯が入っている電気ケトルは、側面を触っても熱くない＝放熱量が非常に少ないです。

３について
重い鍋や、比熱が大きい鍋は、鍋自体を温めるために熱量が必要となります。
例えば、温度を1度上げるのに必要な熱量は900gのステンレス鍋は450j、300gのアルミ鍋は150jです。
1Lの水を1度上げるのに必要な熱量は4000jですから、ステンレス鍋の場合1割位多く加熱する必要があるということがわかります。
※鉄とアルミは比重が3倍違うので、重さを3倍にしています。
電気ケトルの内部にある金属部分は鍋に比べると非常に少ないので、効率よく加熱できることがわかります。

■■■ここまで■■■

この回答へのお礼

詳しく書いてくださりありがとうございます。
すると鍋限定として、湯を沸かすのに最も最適な素材はアルミということになりますか？
ちなみに銅とアルミでしたらまた変わりますか？

お礼日時：2022/12/06 18:10

No.4 回答者： GOMΛFU 回答日時： 2022/12/03 11:30

気圧を下げる。

ゼロ気圧だと0度の液体でも沸騰する。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
気圧を下げるにはどうすればいいですか？

お礼日時：2022/12/06 15:22

No.3 回答者： taunamlz 回答日時： 2022/12/02 11:20

冷たい鍋に冷たい水を入れ、火をつけてから水が沸騰するまでの時間を測定するとして考えます。

沸かす水の量が少ない場合は、鍋の熱容量だけを考えればいいかと思います。
そのため、以下の順番になります。

１．単層の鍋
２．底のみ多層鋼
３．全面多層鋼

熱容量が大きい鍋ほど、鍋自体を温めるのに時間がかかります。
それはつまり、重い鍋ほど温まりにくいということです。
多層鋼が多く使われれば使われるほど、温まりにくい鍋ということです。



沸かす水の量が多い場合、

１．全面多層鋼
２．単層の鍋
３．底のみ多層鋼

となるかと思います。

全面多層鋼は鍋の横から出ていく熱が出ていきにくいので、その分他の鍋よりも早く湧きます。

一方、単層の鍋と底のみ多層鋼の、横から出ていく熱の量は変わりません。
そうすると、底に付いてだけ考えることとなります。
まず、ステンレスの熱伝導率は悪いです。
熱伝導率が悪いということは、厚ければ厚いほど熱を通しにくくなるということです。
多層鋼の鍋は、単層の鍋よりも熱伝導率が低い（ステンレスの層が2枚以上ある）ので、その分温める効率が悪いことが予想されます。


ちなみに、
すでに火で温めた鍋に冷たい水を入れ、水が沸騰するまでの時間を測定するとした場合は、以下のようになります。

１．全面多層鋼
２．底のみ多層鋼
３．単層の鍋

これは、最初に鍋が持っている熱量の分、水を早く温めることができるからです。
熱容量が大きい重い鍋ほど、蓄えている熱の量が多いので、このような結果になると考えられます。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
沸かす量の多い少ないは、1Lの場合どちらになりますか？
あとステンレス＋アルミ＋ステンレスの三層鋼の場合でも、ステンレスが2枚ある分、単層より遅くなるのでしょうか。鍋の謳い文句では「熱伝導の良いアルミを挟んでいるので早く沸く」と書いてあったりするのですが…

お礼日時：2022/12/06 15:28

No.2 回答者： tukachann 回答日時： 2022/12/02 11:13

熱の伝わる早さは、

①温度差があるほど早い。強火でガンガン加熱すると沸くのが早い
②熱の伝わる面積が広いほど早い。同じ量の水でも、ヤカンににたっぷり入れて加熱するより、底面の広いフライパンや、底面は狭くても鍋の側面にも炎が当たる小さめの鍋の方が涌くのが早いとかの差が出ます。
③質問にある、金属の材質や厚みの熱の伝えやすさ
等によって決まると思います。

鍋で水を湧かす場合を考慮すると、①と②の要素が大きくて、③の要素は小さいと思います。

だから、実際に鍋を使う料理人の感覚では、
材質の差はあまり湯を涌かす早さに関係ないといえるかもしれませんよ。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
「温度差があるほど早い」とのことですが、冷水より温水からのほうが早く沸くと思うのですが、違うのでしょうか？

お礼日時：2022/12/06 15:31

No.1 回答者： ShowMeHow 回答日時： 2022/12/02 10:53

（熱伝導の良い層を含んだ）多層鋼＞ステンレス単層　は間違いないと思います。

底のみと全面については、側面からは吸熱することも放熱することもありますので、はっきりとはわからない（火力や中の水の量など環境によって異なるかもしれない）です。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

お礼日時：2022/12/06 15:32