スープをかき混ぜると早く冷める現象

くだらないことで申し訳ありません。

スープに息を吹きかけると、気化が促進されて冷めるのが早くなるのだろうなぁと、感覚的にわかりますが、
かき混ぜることで早く冷めるという結果は当たり前のように知っていますが、
どういう原理？現象が起きているのか自分では説明ができませんでした。
気化熱？でも、スープが外気と触れている部分の面積は変わらないし、循環（対流？）することで、
なにかが変わっているのだろうか・・・。なにか感覚的に理解できていない物理現象があるのかもしれないと思うのですが・・・。
誰か教えて下さい。

No.1 ベストアンサー 回答者： 科学の真実 回答日時： 2021/06/08 14:53

スープが外気と触れている上の部分は温度が下がりますが、下の部分は下がり難いので、かき混ぜて、下の熱い部分を上部に移動させ外気と触れさせて温度を下げます。

温度差が大きい程、温度の高い部分の熱が温度の低い外気に移り易いので冷めやすくまります。なので、何もしないよりは、頻繁にかき混ぜた方が早く冷めるのです。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

「温度差が大きい程、温度の高い部分の熱が温度の低い外気に移り易いので冷めやすくまります。」
この部分が知識的に抜けていたので、「上と下が入れ替わったとしてもおなじなのでは？？」と堂々巡りになっていた気がします。

お礼日時：2021/06/10 19:06

No.4 回答者： angkor_h 回答日時： 2021/06/12 14:43

No.3です。

> …は気化が促進されて冷めやすくなるってことで
スープが冷める要因は二つあります。
・　液面から液体が気化することで、気化熱が(液体から)奪われる。
・　より低温体(空気や入れ物)に触れることで、熱移動が起こる。

息を吹きかけるやかき回すは、
この両者の効果をより促すことになります。

No.3 回答者： angkor_h 回答日時： 2021/06/11 14:38

No.2です。

> んんん～～理解が追いつきません。
別なお話しで…。
風車を回す時、
風が吹いて(空気が移動して)いれば、風車が回ります。
無風であれば、風車を動かすことで、風車は回ります。
風車が回る条件は、どちらが動くかではなく、
両者の間に異動の速度差が出れば良いのです。

ご質問の件、
スープに息を吹きかけるのは、空気の方を移動させる行為です。
逆にコップを動かせば、
液面から見れば空気が動くので、同じ効果が得られます。
かき回すのは、空気に対する液面移動が、直線ではなく回転である、
と言う違いです。

この回答へのお礼

度重なる回答感謝です。

「スープに息を吹きかけて気化を促進すること」と、同じように、「かき混ぜて外気に触れる量を増やすこと」は気化が促進されて冷めやすくなるってことで良いでしょうか？

さらに、NO.1の方がおっしゃっているように、奥にある温度の高い部分のほうが熱の移動、気化しやすさも大きいでしょうから、なんだか、理解が進んだような気がします！！

ありがとうございます。

お礼日時：2021/06/11 19:37

No.2 回答者： angkor_h 回答日時： 2021/06/08 15:11

かき回すと、

上面液体が回転移動することにより、静止時に比べて、
単位時間当たりの空気接触面積が増えることになります。
息を吹きかける場合は面上空気が移動しますが、
かき混ぜる場合は面上液体が移動する、
という関係で、同じ効果なのです。
そのほか、カップ自体も放熱体になり、
この接触面積も増えることになります。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

んんん〜〜理解が追いつきません。

ただ回転して、空気に接触する部分が多くなるというというのが感覚的にわからないです。
例えば、空気に設置している面積をVとして、時間をTとしたとき、空気から熱が移動するのは、
V×T　になりますよね。

ざっくりですが、１／４時間ごとに空気接地面が変わったとしても、合計時間が同じであれば
V×1/4T　+　V×1/4T　+　V×1/4T　+　V×1/4T　＝　V×T　
となって同じになってしまう気がします。
なにか考え落とししてますでしょうか・・・。

お礼日時：2021/06/10 19:06