ホット缶を振ると熱くなる？

10数年来の疑問があります。
しかし完全に納得した回答をいままで受けたことが無かったので、
ここにて質問させていただきます。
(カテゴリ違いであったらすいません。)

問題は表題の通りで、
「あったか～い」の缶を振るとなぜ熱くなるのか？です。

自分で思いつく回答は
1.缶の中身だけが熱くなっているため。(容器はそんなに暖かくない)
缶の容器は、それほど熱くないが、内部は熱くなっている。
振ると、容器との熱の交換が激しくなるので、容器が熱くなる。
2.気のせい。
癖でいつも振っているが、振っている間に寒くなっている手の表面温度
も上がって来て、そのときになって初めて温度を感じるようなるから。

の二つなのですが、1は熱は均等にまわるはずなのでありえないと
思っています。(2も、そこまで手は冷えていないと思っています)

一体どうして、「あったか～い」は熱くなるのでしょうか？
(できたら平易な説明で)ご教授宜しくお願いします。

No.7 ベストアンサー 回答者： miran_2006 回答日時： 2008/12/23 17:42

＞1.缶の中身だけが熱くなっているため。

(容器はそんなに暖かくない)
＞缶の容器は、それほど熱くないが、内部は熱くなっている。
＞振ると、容器との熱の交換が激しくなるので、容器が熱くなる。
が正解だと推測します。
自販機から出てきた瞬間（加熱が無くなる瞬間）から放熱します。
放熱は表面全体で放熱しますので、缶の中のうち表面に近い部分から冷却されてきます。
振ることで、中身がかき混ぜられて表面に近い部分が内部の熱いものと入れ替わり、その熱が缶に伝わると言う様な感じになると推測します。

推測の裏付けになるかは何とも言えませんが、缶コーヒーを２本買って、片方は、そのまま置いておき、もう片方は降り続けてみてください。
それを数分？くらい経過した後に、両方の蓋を空けて、中の温度を測ってみてください。
恐らく、振ったほうの中身の方が低い温度になっていると推測します。
理由は、振ることで中身の冷却の進行が早くなる。つまり表面が熱くなるからと考えることが出来ると思います。

ちなみに、手の感覚で温度を探るのは非常に難しいです。
その人が感じる温度と、実温度には数十度くらいの差があったりします。

No.6 回答者： sanori 回答日時： 2008/12/22 22:44

Ｎｏ．３の回答者です。

お礼のお言葉をありがとうございました。

＞＞＞完全に無視できる程度でも無いのですね。(だいぶ豪腕な振り方ですが。)

はい。
ただし、缶の中の液体が十分‘踊って’、運動エネルギーが１００％摩擦熱に変わったとした仮定での話です。
上限だと思えばよいでしょう。


＞＞＞思うに、振る勢いなどは関係なしに、ある程度振ると同じ程度熱くなるような気がします。

恐れ入りますが、その考え方は、まったく間違っています。
ただ、缶の中での液体の踊り方の効率の大小は、振る勢いによって変わる可能性はあります。


なお、
Ｎｏ．４様へのコメントが気になりましたが、
手で感じる温かさで判断するのは、非常にナンセンスです。
たとえば、風邪を引いて熱を出した人の額に手を当てると、熱く感じますよね。
そのときの精度は、せいぜい±０．３℃程度だと思います。

体温から少し上の例として、お風呂の温度だとどうでしょうか。
お湯に触れたときの感覚の精度は、±１℃ぐらいだと思います。

体温に近くない温度では、精度はもっと悪くなります。
たぶん、７０℃と６５℃のような数℃も違う温度でさえ区別できないと思います。

どうしても手の感覚で試したいのであれば、
液体の温度を３６度程度にして、缶の周りを断熱材（綿みたいなものとかタオルとか）でくるみ、振るときにも手の熱が缶に移動しないようにし、‘測定’するときは、できるだけ短時間触れるようにし、すぐにくるみ直してつづきの実験をします。


ご参考に。

No.5 回答者： noname#142909 回答日時： 2008/12/22 18:42

感覚だけではあつくなった証明にはなっていない

サーモグラフィー等で正確に測定してみる必要が有る
思い込みがあるので測定をしなさい
このカテゴリーに投稿したのだから正確な測定値を示せ
以上

No.4 回答者： comacolma 回答日時： 2008/12/22 09:22

>持てないほど熱い容器が、問題ないくらいに冷めるというのも

自動販売機で売っている缶の温度はそれほど熱くないようです。
http://www.jvma.or.jp/information/qa_04.html#002
私も飲む前に缶を振る癖がありますが缶を振ったことによって
それほど熱くなかった缶が持てないほど熱くなった経験もないですし。

>思いっきり振ってから「買ってから手に取るわずか数秒」を
>再現しても同じように持てる温度になるはずですよね？
55℃のお湯さえあれば買いたてのあったか～い缶を再現できるので、
実際に「買ってから手に取るわずか数秒」を再現して温度を測るのも面白いとおもいます。

この回答への補足

今日試しに、下のような手順で、実験してみました。
手の感覚なので、だいぶアバウトですが。
1.缶のコンポタージュを買ってから、手で10秒ほど握る。
2.全力で10秒ほど振る。
3.熱くなったのを確認してから、ベンチの上に10秒置く。
4.手で握る。
やはり、1のときより、4の時の方が熱かったですね。
謎は深まります。

補足日時：2008/12/22 16:29

No.3 回答者： sanori 回答日時： 2008/12/22 02:00

こんばんは。

缶飲料を振ると、振ったときの運動エネルギーが熱に変換されますから、その分、温度は上がるということになります・・・

・・・が、

最近、宇宙飛行士の毛利衛さんが出演していた住宅メーカーのＣＭで、
地震のエネルギーを熱に変える原理で、耐震性を上げた技術が紹介されていました。
そこで毛利さんが言っていたのは、地震で受けるエネルギーを熱に変えたとき、その熱は意外にも小さいということです。


では、缶飲料を振ったときの運動エネルギーを試算してみましょうか。

缶飲料を思いっきり１回振るのと、野球のボールを１回投げるのが同じだとします。
野球のボールの重さは０．１４５ｋｇ。
時速１４０ｋｍを秒速に直せば、３９ｍ／ｓ。
運動エネルギー　＝　１／２・ｍｖ^2
　＝　１／２　×　０．１４５　×　３９^2
　＝　１１０ジュール
　＝　２６カロリー

缶飲料が２５０ｃｃの水であるとして、１回ごとの温度上昇は、
２６／２５０　＝　０．１℃

というわけで、
完全に断熱されていれば、プロ野球のピッチャーが１回思いっきり振るごとに０．１℃ずつ上がるという計算になりました。

現実には、冷める速さのほうが圧倒的に大きいでしょうね。


以上、ご参考になりましたら。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
振ったことによるエネルギーも考えたのですが、計算までしませんでした。
(水を振って、感覚でわかるほど暖かくなった経験がないため、可能性を切り捨てていました。)

完全に無視できる程度でも無いのですね。(だいぶ豪腕な振り方ですが。)

思うに、振る勢いなどは関係なしに、ある程度振ると同じ程度熱くなるような気がします。

お礼日時：2008/12/22 16:36

No.2 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2008/12/21 23:52

缶にサーモグラフィシールを貼って振ってみましょう。

なぜそうなるか考えて見ましょう。
手のひらで大気と遮断される。じっと握ったままでいるとどうなるか？
振ると内部で何が起きますか？
無ければ温度計をはさんでも分かるでしょう。

No.1 回答者： comacolma 回答日時： 2008/12/21 23:50

私も同じことを考えたことがあります。

私が至った結論は、買ったばかりの缶は一様な温度ですが、
人の手や空気中に熱を伝えるので缶の外側の温度は内側に比べて低くなります。

缶を振るということは缶の内側の熱い液体が外側に流れる流れを生み出すので、
内側と比べて温度の低かった外側の温度は上がり
結果として熱くなったと感じるのではないでしょうか？
というのが私が考えた結論です。

この回答へのお礼

なるほど。
買った直後は、温度は同じなのだけれど、
アルミ缶の温度は、外気ですぐに冷め、
中身はもちろんあったかいままで、振るとその状態の
熱の交換より活発になり、元の温度に近づき、
結果的に熱く感じるということですか。
・・・
しかし、買ってから手に取るわずか数秒で、
持てないほど熱い容器が、問題ないくらいに冷めるというのも
なかなか信じ難いですね。
思いっきり振ってから「買ってから手に取るわずか数秒」を
再現しても同じように持てる温度になるはずですよね？
どうもそんな気がしないのですが。。。

お礼日時：2008/12/22 00:19