金属の温度

寒い時期、金属製の机を触ると冷たく、木製の机だと冷たく感じません。
これは、手への熱伝達の違いによるものでしょうか？
それとも、金属と木では、同じ部屋に置いていても、それ自体に温度差が元々あるのでしょうか？

また、夏の時期、直射日光のあたった車に触ると、やけどするぐらい熱くなっていますが、
同じように夏の日差しを受けた木を触っても熱く感じません。
なぜ、金属は外気より熱くなるのでしょうか？なぜ、同じ固体の木は熱くならないのですか？

教えてください。(簡単で結構です。)

No.4 回答者： debukuro 回答日時： 2008/03/02 21:50

金属が外気よりも熱く感じるのは

外気に触れている皮膚からは水分が蒸発するので気温ほど熱くは感じません
それともう一つ気体は固体や液体ほどには多くの熱を持つことが出来ません（熱容量が小さい）
なので皮膚に熱を奪われると直ぐに温度が下がりますまた熱伝導度が低いので隣り合った気体からの熱が直ぐには移動してこないのでもとの温度に戻るのに時間がかかります
金属に触れるとそこからは水分に蒸発がないので蒸発による温度の降下が起こらないばかりか熱伝導度が高いので他の部分からドンドン熱を供給されて温度が下がらないのです
それに金属は熱を沢山蓄えておくことが出来る

No.3 回答者： apple-man 回答日時： 2008/03/02 02:52

>これは、手への熱伝達の違いによるものでしょうか？

　比熱の違いというものなんですが、物質によって
温度が上がったり、下がったりするのにかかる
時間が違うんです。
　木も時間をかければ冷たくなります。

＞金属と木では、同じ部屋に置いていても、それ自体に温度差が元々あるのでしょうか？

　部屋の温度と同じになるのに時間的な差があるんで、
ある時点ではものによって温度差が生じています。


＞なぜ、金属は外気より熱くなるのでしょうか？

　人間が熱と感じているものは、最終的には
目に見えない光である「赤外線」というものなんです。
赤い色の波長に近いけど目には見えていない。

　太陽の光が暖かいと感じるのは、この赤外線を
多く含んでいるからで、同じようにまぶしい明るさ
でも蛍光灯の光を熱く感じないのは、赤外線が
含まれていないからです。

　太陽などからの赤外線にあたると、空気の分子
（酸素とか窒素とかいうガスですが）の
運動が活発になります。
　この空気の分子の粒が、物体に衝突すると
赤外線が発生し、この影響で、空気が暖かい
と感じるわけです。金属も木も、この気温
で温まる部分があるわけです。
　しかし、太陽からの赤外線が直接
物体に当たってもいるので、この影響での
温度上昇があります。

＞夏の時期、直射日光のあたった車に触ると、やけどするぐらい熱くなっていますが、
　
　気温に加えて、太陽からの赤外線による
直接の温度上昇がある影響です。
　木より鉄のほうが熱くなるのは、先ほどの比熱
の関係で、鉄のほうが早く温度が上がる
性質があるからです。

　物の温度というのは、その物体を構成
している原子の振動で、原子の種類や並び方
によって、振動しやすいものと、しにくいもの
があり、これが比熱の違いとして出てきます。

　この原子の振動は、赤外線に変わって
放出されて、徐々に収まっていって
しまいます。これが自然放熱で、ものの
温度が自然に下がる要因です。

＞なぜ、同じ固体の木は熱くならないのですか？

　比熱の関係に加え、木は水分を多く含んで
います。水自体の比熱も大きいので、水
自体の温度が上がりにくいのですが、
それに加えて、気化（液体から蒸気という
気体に変わること）しやすい性質がある
んで、温度が上がると水が気化するときに
木の温度が奪われるんです。放熱しやすい
ということです。
　木の原子の振動が、水の粒子（分子）の
運動に変わっていくので、木の原子の振動が
すぐには大きくならない。
　
　人間が熱いと感じるのは、体温の３６度を
上回る４０度以上になったときです。
お風呂の温度なんかこのくらいですね。
　
　お風呂では湯気が出て、それでお風呂の
壁とかガラスがぬれるので、水が蒸発
（気化）してるなーというのは感覚的に
分ると思いますが、（目には見えていませんが）
外にある木の場合にも、同じ原理で
水分の蒸発で、木の温度上昇がおさえられて
いるんです。
　

No.2 回答者： sanori 回答日時： 2008/03/01 18:24

こんばんは。

＞＞＞
寒い時期、金属製の机を触ると冷たく、木製の机だと冷たく感じません。
これは、手への熱伝達の違いによるものでしょうか？

その通りですが、それプラスがあります。
手で触れている箇所は、手によって暖められます。
手からくる熱を、深さ方向へ速く熱伝導させ、手で触れているところにどんどん「冷たさを供給」することによって、より冷たく感じさせるわけです。


＞＞＞
それとも、金属と木では、同じ部屋に置いていても、それ自体に温度差が元々あるのでしょうか？

いえ。
同等の環境にあれば、温度は同じです。


＞＞＞
また、夏の時期、直射日光のあたった車に触ると、やけどするぐらい熱くなっていますが、

それは、熱伝導や熱伝達ではなく、太陽光（可視光以外の光、たとえば赤外線も含む）に照らされるためです。


＞＞＞
同じように夏の日差しを受けた木を触っても熱く感じません。
なぜ、金属は外気より熱くなるのでしょうか？なぜ、同じ固体の木は熱くならないのですか？

これは、上記の「なぜ金属のほうが冷たい？」と逆の話であり、本質的には全く同じ話になります。
手を触れた部分が手によって冷やされ、冷やされた部分に、金属の深いところから次々と熱が供給されます。
一方、それによって手に熱さが伝わり、熱く感じます。
金属が木より熱を伝わらせる速さが大きいということです。

No.1 回答者： yoshi3746 回答日時： 2008/03/01 17:06

金属は熱を伝えやすく、木は熱を伝えにくいです。

冬、金属や木は体温よりも低くなっているので、手から熱が出て行きます。冷たく感じるのはそのためです。
熱を伝えやすい金属は、どんどん熱が手からでていくので冷たく感じます。木は熱を伝えにくいので、あまり手から熱が出て行かず、それほど冷たく感じません。

夏も同じように考えればいいですし、夏の場合は金属の方が温度が高くなっていると思います。車の外側の金属は薄いですが、木は中まで詰まっていますし地面と接しているので、温度が上がりにくいのだと思われます。