海陸風について勉強しているんですが、途中に出てくる海と陸の温度変化の説明でいきづまっております。

海水は陸地より比熱が大きい。しかし、単位体積に対する土の熱容量は水の熱容量よりも約40%大きく、さらに土の熱伝導率が非常に小さいので、水と土の表面温度の変化はほぼ同じくらいの範囲になる。

どうして同じ範囲になるんでしょうか。熱容量や伝導率との関連が、よくわからないんです。

また、夜間には海上の空気のほうが高温になるそうですが、それはどうしてなんでしょうか。

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A 回答 (4件)

【比熱】


物質一グラムの温度を摂氏一度上げるのに要する熱量。特に気体では体積を一定にしたとき、または圧力を一定にしたときの比熱をそれぞれ定容比熱・定圧比熱という。
【熱容量】
ある物体の温度を摂氏一度上昇させるのに要する熱量。均質な物体では比熱と質量との積に等しい。
~ 国語大辞典(新装版)小学館 1988 より ~

ですから,
比熱(物質一グラムの温度を摂氏一度上げるのに要する熱量)は水の方が大きい。
でも熱容量(比熱と質量との積)は同じ体積当たりでは,土の方が重いため,土の方が大きい。
結果として,水と土の表面温度の変化はほぼ同じくらいの範囲になる。
ということです。

同じくらいの範囲になることはなるのですが,
実際は微妙に水の方が熱しにくく冷めにくいので,
夜の水温はなかなか下がらず,夜間には海上の空気のほうが地上の空気より高温になるのです。

この回答への補足

う~ん、むずかしい。

>熱容量(比熱と質量との積)は同じ体積当たりでは,土の方が重いため,土の方が大きい。

そうすると、土の方が熱しにくく冷めにくいってことになりませんか?
そうしたら、土の方が温度変化の幅がせまくなるように思うんですが・・・

補足日時:2005/04/11 15:10
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失礼ですが「水と土の表面温度の変化はほぼ同じくらいの範囲になる」を疑っています.昼夜の温度差は,海面では通常1度以内ですが,陸上では,私の記憶が正しければ20度を超えます(条件によりますが).



そうなる理由です.陸地では,太陽の熱は地表面で吸収され,その熱が地下に伝わりにくいため,昼間は地表面付近のみ(厚さ30cm程度)が暖まります.海では,表層10m程度の層が太陽の熱を吸収するため,そこの海水が暖められます(かき混ぜられる効果もあります).つまり,陸地では比較的少量の物を暖めるので,熱量は同じでも温度の上昇が大きくなります.熱容量の差もありますが,この温まる範囲の違いのほうが大きく効いています.

夜間に海上の空気のほうが高温になる理由は,海上のほうが地表面温度が高いからです.この差は,晴天の日によくみられます.
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この回答へのお礼

う~ん、微妙ですね・・・

陸地は暖まりにくいが広がりにくい。
海水は温まりやすいが広まりやすい。

この2つがうまく相殺しあう感じなんでしょうかね。
とりあえずそんな感じで、ここのところは納得して読み進めることにします。

みなさんありがとうございました。

お礼日時:2005/04/14 03:23

すみません,


#2計算間違い

土の熱容量=2.7g×0.2=5.4
→土の熱容量=2.7g×0.2=0.54

です。
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この回答へのお礼

わかりました。ありがとうございます。

お礼日時:2005/04/14 03:20

> う~ん、むずかしい。


そう言われるとたしかに,う~ん,むずかしい。

土と言っても一概には言えませんが
土の比熱は水の1/5程度?らしいです。
一般的な土の密度は 2.6-2.8g/cm^3
この数値を元に計算すると
1cm^3あたりの水の熱容量=1g×1=1
土の熱容量=2.7g×0.2=5.4
このデータはあまり信用しないでください。

また,それにどこを見ても
土の方が熱容量は小さいと出ています。
参考URLなどなど。

---引用部分-------------------------
単位体積に対する土の熱容量は水の熱容量よりも約40%大きく、
-----------------------------------

この部分が間違っているのではないでしょうか。
単位体積に対する土の質量は水の質量より大きいので,熱容量は水よりさほど低くならず,

というくらいが正解だと思うのですが。

参考URL:http://www.sky.sannet.ne.jp/kyoshio/DW/Weather/W …
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この回答へのお礼

確かに、そんな感じがしますね。
僕が質問文に書いたことと、sassakunさんが示したリンク先は、まるで言ってることが逆ですしね。
>単位体積に対する土の質量は水の質量より大きいの>で,熱容量は水よりさほど低くならず,

>というくらいが正解だと思うのですが。

これならば納得がいきます。

お礼日時:2005/04/14 03:19

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