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こんにちは。カテゴリーが違うかもしれませんが質問させてください。

風呂を沸かした時って、湯船の上の部分は相当熱くなり、底の方は水みたいになりますよね。私の家は普通にガスで炊くだけなので、今時の?温度を保っておく装置が無いです。

そこで好奇心からの質問なんですが、なるべく炊いた後に温度を高めに保つためには、そのままの状態(上が熱くて下が水状態)で放置が良いのか、それともかき回して湯船全体の湯温を同じにしたほうが良いのか、どちらでしょうか。
まぁ、どちらも大差ないかもしれませんが、それでも少しでも熱さを保ってくれるほうが助かります(^^;)。

熱量?か何か、物理の法則で分かるかもしれない、と思い、質問いたしました。
興味半分もありますので、予想や想像でも構わないです。

よろしくお願いします!

A 回答 (9件)

はじめまして



大学で物理を勉強した者です。
そんな難しい質問はしないでください。
(T_T)
「身近な疑問」でも、「科学的に」説明することは難しいこともあるのですから。


>物理の法則
物理は物事をできるだけ簡単にして捕らえますので、実際の場面で
「厳密に」当てはめるのは難しいこともあります。
でも、「オオマカな傾向」を知りたいならば、モノスゴク、役立ちます。
…物理は守備範囲も広いですよ。(^。^)v


\(^^\) オイトイテ
質問に対する回答です。

>それともかき回して湯船全体の湯温を同じにしたほうが良いのか
かき回した方がいいです!!!

※なぜなら1.
熱の逃げやすさは「温度差」に比例して、「断熱」に反比例します。
という説明も分かりにくいかもしれませんが、
>湯船の上の部分は相当熱くなり、底の方は水みたいに
という状況ですと、いちばん「断熱」が悪い水面で、外の空気との「温度差」が大きくなってしまいます。
…湯船では壁と底には断熱が施されていますが、水面は無防備です。

※なぜなら2.
お湯が水面から蒸発するときにも熱を奪います。
外気との温度差が大きくなると、お湯が蒸発する量が増えます。
「上が熱くて下が水状態」では水面と外気との温度差が大きくなるので、熱が逃げやすくなります。


また、「フタをする」ということは2つのメリットがあります。
1.湯面の断熱をする
 湯面が外気に直接触れることを防ぎます。
2.蒸発を少なくする
 空気中の蒸気の割合がある値に達すると、水面からの蒸発が止ま
 ります。
 フタがないと蒸気はドンドン逃げていきますが、フタがあると蒸
 気が逃げれなくなりますので、蒸発が止まります。
 …水の“蒸発”によって熱が逃げることを防ぐことができます。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます、御礼が遅くなりすみません。

やはり「難しい質問」でしたか!!
私も考えれば考える程、これを論理的に説明するのは難しいと、それを特に理系の専門知識の無いものに説明するのは難しいと感じてました。

熱の逃げやすさは「温度差」に比例するのか!!なるほど。。となると、100度の熱湯をマイナス40度のところに置いたら、すごく逃げやすいんですよね!(当たり前か・・)。でも温度差140度であっても540度のものを300度のところに置いても熱の逃げ度?は同じじゃないんですよね?・・あれ、また難しくなっちゃう?(^^;)

湯が蒸発する時には熱を奪うのは、汗で熱が奪われるのと同じ原理でしょうか。

あれほど数式だらけで憎むべき物理でしたが、こんな「難しい問題」をここまで分かりやすくご説明してくださり、「イメージ」がつかめたのでとてもよく理解できました!物理を専攻されたなんて私から見れば神同然のお方です。
参考になりました、どうもありがとうございました!

お礼日時:2009/01/15 01:42

>ええーっと、、湯の上部が高温、湯の下部が低温だったら、それぞれ外部?


>との温度差が生じて冷めやすくなるんじゃないでしょうか・・・。

その通り、接する面積がそれぞれ同じなら、同じですね。
床下空間に接する部分と室内空間に接する部分の面積をパラメーターに入れなければなりませんでしたね。
それぞれの面に分解して、その面の熱貫流率(W/m2K、熱抵抗と表面熱伝達係数の和の逆数)、面積(m2)、温度差(K)をかけて、それぞれの面の熱損失の合計を出せば良いといったところでしょうか。
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この回答へのお礼

再度ありがとうございます!熱貫流率??こんな専門用語で私はたじたじですが・・・。ご親切にありがとうございました!

お礼日時:2009/01/16 20:26

少し時間をおいてから入るんですよね。


うちではかきまぜずに、入るときに少し栓をあけて水を抜きます。
これで一番冷たくなった水が出て行くのでその後かき混ぜます。水は少し減りますが、
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます、御礼が遅くなりすみません。

おお、、おお!
そんな素晴らしい方法がありましたか!!
全く盲点でした~~これなら確かに温かいまま入れそうですね!

グドアイデア~でした、ぜひ使わせていただきます。

どうもありがとうございました~~!

お礼日時:2009/01/15 02:21

大きくは、風呂フタの断熱性と浴槽の断熱性能、浴室の温度と浴槽外側(床下)の温度によると思います。



通常、浴室より床下の温度の方が低い。
逃げる熱は温度差に比例するので、風呂フタと浴槽の断熱性能が同等なら、かき混ぜない方が冷めない。

考える際に、湯の上部を高温、湯の下部を低温の2層として考える(かき混ぜた場合は中間温度)とすると、分かりやすいかと思います。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます、御礼が遅くなりすみません。

ええーっと、、湯の上部が高温、湯の下部が低温だったら、それぞれ外部?との温度差が生じて冷めやすくなるんじゃないでしょうか・・・。
それとも、浴槽床下の温度は低いから、湯の下部が低温のほうが温度差が生じないから冷めにくいのでしょうか。

こんなことを言っちゃ~おしめえ・・・ですが、結局一番大きく影響するのはかき混ぜる、かき混ぜないじゃなくて外気温と浴槽の断熱性能なんですよね~(^^;)。

どうもありがとうございました!

お礼日時:2009/01/15 02:19

スポンジ状のお風呂マットを水面に浮かべておけば沸かすときも保温するときも具合がいいです



掻き混ぜると蒸発量が多くなるので熱が逃げます
入るときに混ぜてそれ以外のときは掻き混ぜない

毛髪を浮かべておくとごみを吸着して湯が綺麗になります
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます、御礼が遅くなりすみません。

「掻き混ぜると蒸発量が多くなる」と言うのがどんな意味か良くわからなかったです。。。すみません!
かき混ぜないほうが蒸発量が少ないのでしょうか。

あ!あの風呂マットを浮かべておくと言うことは全く思いつかないアイデアでした!早く沸くし保温率も良さそうですね!

どうもありがとうございました!

お礼日時:2009/01/15 02:07

(1)沸き上げるまでは混ぜない方がいい。


(2)沸いてからは混ぜた方がいい
(3)水面に断熱シートを浮かべて水面からの蒸発を押さえる
(4)フタは当然必要です。

(1)沸き上げるまで
(あ)ボイラー部分で加熱したお湯が出て来るのを浴槽に溜める場合と(い)溜まっている水を温める場合とで異なります。
(あ)では上下に温度差は生じません。
(い)の場合は普通下から吸い込んで加熱して上から出します。上下の温度差が生じるのはこの場合です。ボイラーのヒーター部分での熱交換は温度差が大きいほど効率がいいですから温度の低い水が入っていくような設計になっているはずです。混ぜると温度差が小さくなりますので効率が悪くなります。

(2)加熱を止めた後の話です。
お湯の温度が下がるのは水面から外部への熱の移動が起こるためです。
熱の移動は空気への伝導と水の蒸発で起こります。
伝導も蒸発も水面の温度が低い方が起こりにくくなります。
伝導は水面の温度と空気の温度の差で効いてきます。蒸発は水面の温度だけで決まります。
水面だけ温度が高いというのは伝導、蒸発で熱が逃げるのを助けている事になります。
伝導よりも蒸発の効果が大きいです。水1gで600cal近い熱量が水面から蒸気と一緒になって出て行くのです。

断熱シートで水面を覆うというのは伝導と蒸発の両方が起こらないようにする工夫になっています。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます、御礼が遅くなりすみません。

なるほど、最近の風呂では上下に温度差が生じないのは、加熱した湯を浴槽にとどめるからなんですね。
やはり水面の温度が高いほうが伝道も蒸発も起こりやすい、というのは一致した見解ですね。

とても参考になりました、どうもありがとうございました!

お礼日時:2009/01/15 02:02

途中でかき回すよりもほおって置いたほうが早く湧き上がります。

水は冷たいので底に停滞します。水が温まると湯になって上昇します、だから自然循環する。
質問:蒸発と熱湯は同じ温度だと思いますか。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます、御礼が遅くなりすみません。

水が温まると湯になって上昇、は理解できたんですが、底の部分はいつまで経っても温まらないです。何度か沸かしすぎてぶくぶくいってたことがありましたが、それでも湯の底は水で驚いたことがあります!

>蒸発と熱湯は同じ温度だと思いますか。

お!これは、、昔習ったなぁ。。飽和水蒸気とか、外圧と一緒になった時が沸騰だとか。。
蒸発は水なら何度であっても蒸発しませんか?熱湯が何度かは分かりませんが、沸点?は100度ですよね?いや、富士山の頂上だと80度かな?と言うことで、蒸発と熱湯は同じ温度じゃないと思います!!正解ですか?(^^;)

お礼日時:2009/01/15 01:55

熱が逃げる理由は、大きく3つに分けられます。


熱伝導、熱伝達、熱放射です。
気体の空気と固体の浴槽では、次の関係が成り立ちます。
空気の熱伝導率<浴槽の熱伝導率(気体は密度が小さいから)
空気の熱伝達率>浴槽の熱伝達率(固体は流体でないから)
空気の熱放射率>浴槽の熱放射率(固体は光を通さないから)

何もしなければ、熱伝達の影響が一番大きいでしょう。
そこで#1のように、蓋をするのが有効です。
光を反射するものであれば、熱放射も抑えられます。
その対策が上手く行けば、空気はかなり良い断熱材となります。

よって、実用上は空気に触れる部分の温度を下げるためにかき混ぜる必要がありますが、十分な断熱効果がある蓋を使用すれば、かき混ぜない方が良い場合もあり得ます。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます、御礼が遅くなりすみません。

うーん、、、よ~~く考えてみたんですがイマイチ分かりませんでした。。すいません!!
熱伝導、熱伝達、熱放射がどのようなものかイメージが沸かないので、気体、固体などとどのような関係を持つのか分からないです。。文系頭で、考えが固くて、、せっかくご説明いただいたのに分からなくて申し訳ないです。。

でも、とりあえず蓋をするのが一番有効なんですね、分かりました!

どうもありがとうございました!

お礼日時:2009/01/15 01:28

こんばんは。



浴槽は、そんなに熱伝導率は高くないはずなので、
熱が逃げる主な経路は、水面だと思います。
ですから、水面近くに高温の層があれば不利です。

素早くかき混ぜ、すぐに蓋を閉めましょう。

なお、
蓋を閉めるのに加えて、鏡のようなマットを水面に浮かべるのも効果があります。
(ホームセンターで売ってます。)
熱による赤外線を反射して、湯の内側に熱を閉じ込めるという原理です。(魔法瓶の内側が鏡になっているのと同じ。)
また、湯気が上がるのも抑えられるので、二重の効果があります。


以上、ご参考になりましたら。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます、御礼が遅くなりすみません。

ふむ、、水面から熱が逃げるのであれば、熱い水面がぬるくなってさらにぬるい、冷たい下の部分と混じるのでかき混ぜたほうが良いんですね。
「熱による赤外線」は初耳です!熱って赤外線を出すの?そもそも赤外線自体が何かよく分かってないのですが・・(^^;)。

参考になりました、どうもありがとうございました!

お礼日時:2009/01/15 01:20

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