30℃の気温では暑いのに、30℃のお風呂では比較的冷たく
感じるのは熱伝導度のためだと聞いたのですが、いったいどういう
ことなのでしょう??

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A 回答 (4件)

空気は水に比べると熱伝導率がかなり低いので、ある温度の物体、例えば50℃の鉄の塊があるとします。

これを30℃の空気中に放置した場合と、30℃の水中に放置した場合どちらが早く冷えるでしょうか?もちろん水中の方が早く冷えます。これは空気と水の熱伝導率の違いと、同じ体積の空気と水を温めるのに必要な熱量の違いによる物です。空気では体の表面に触れた部分の空気はすぐに温まってしまいますが、水ではそう簡単に温まりません。また、空気は熱伝導率が低いので、体の表面に触れた空気の熱がその周囲にある空気に伝わるのが遅いので、体の周りの空気はなかなか冷えてくれません。水では水自体が空気よりはるかに温まりにくい上に、温まっても熱伝導率が空気よりよいため、すぐに回りの水に熱が伝わってからだの回りの水はいつも冷たい状態です。これが、同じ温度でも暑く感じたり冷たく感じたりする大きな要因です。空気中では単に空気に熱を伝えるだけではオーバーヒートしてしまうので汗をかいて、汗を蒸発させることにより気化潜熱による冷却を併用しています。もちろん水中でも汗はかきますが、潜熱による冷却は水中では期待できません。従って周囲温度が体温よりも高いときは空気中の方が放熱は有利になり、水中では不利になります。例えば40℃のお風呂に入っていると体温は徐々に上昇していき、やがては40℃にまで上がってしまいます(これは汗をかいて潜熱による冷却ができないため)が40℃の空気中ではそのようなことはありません。もっとも汗が出ないような脱水状態では体温は上がり放題ですが・・・
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chillさんのご回答が十分なものだとすると


30℃の気温は30℃の風呂ほどではないけど涼しく感じる事になりますね。

気温が高いと感じるか低いと感じるかは熱伝導率だけでなく湿度が大きく影響してきます。
湿度がほぼ0%に近い状態なら実際涼しいと感じると思います。汗がどんどん蒸発し、気化熱を奪って肌の温度を下げるためです。
しかし日本の場合気温が30℃ともなると湿度も相当高く、そのために暑いと感じる、というのが本当の所でしょう。

どこでお聞きになったのか分かりませんが、熱伝導率だけで説明するのには無理があると思います。30℃の場合はですよ。
これが90℃だったら下に書いた通り熱伝導率だけで説明がつきます。
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人間の体表温度が体内温度と同じと仮定して、熱伝導度からいうと、


体温よりも低い物質(空気と水)に接触していると、体温が奪われます。
この場合、熱伝導率の高い水のほうが、より、熱を奪うため
冷たく感じる、のだと思います。
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熱伝導率と言うよりは先入観の問題だと思いますね。

「風呂は熱いものだ」という。
止まっているエスカレーターに足を踏み入れた時、体が前につんのめるのと一緒です。
あれも「エスカレーターは前に進むものだ」という先入観から起こる現象です。

実際、30℃のプールで泳いでたら暑くてやってられないでしょうね。

90℃の湯だとやけどするけど90℃のサウナではやけどしないのは熱伝導率の違いによるものです。
空気は水に比べて熱伝導率がずっと低いため90℃でも熱量が体表に伝わりにくく、肌の温度が上昇しにくいためです。
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Aベストアンサー

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Aベストアンサー

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→ http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%86%B1%E4%BC%9D%E5%B0%8E%E7%8E%87
→ http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%86%B1%E4%BC%9D%E9%81%94%E7%8E%87
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逆もまたしかり。50℃の空気に触れても何ともありませんが、50℃のお湯に触ったら火傷します。50℃のフライパンならなおさらです。

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これは常に成り立つのでしょうか。
またこの熱伝導率と電気伝導率の関係性は物理的に解明されているのでしょうか。
 

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金属の熱伝導率を調べております。
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対流には<熱伝達率>という係数を使います。

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絶縁体の表面に10μmの精度と細さで導電体を自由自在に作れるならば、どのような物に応用できますか?

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#2です まるで 行って見て来たような事を書きましたが 実は仕事柄 専門雑誌を長年読んでおっただけです
ICを利用する方の仕事でしたが今は引退しましたから最近は読んでおりません

ICの製造工程は現在は自動で作るようです 何せ数十nm精度ですから1μの埃すら巨大な邪魔者です
1μの埃が20mm前後のICチップ上に1個あるだけで不良品になってしまう訳で人が直接弄るような事はしないのでしょう
だから工場の設備内では専用の着衣を着けるのです 時々TVで見ます 完全に体を覆っており ガスマスクは付けませんがまるで毒ガス処理隊みたいに

半導体結晶の成長法については解りません 記事は読みましたがかなり専門的な事ですから
ドーピングとか拡散とかの言葉がありました でもググッタラ探せるかも知れません
キーワード  IC 微細加工技術 半導体 結晶 成長  ウエハー こんな所でしょうか

超伝導素子ジョセフソン素子も似た作り方をしていると思います 今はどうなっているのでしょう
今だ持って実用にならないみたいです ジョセフソンコンピューターは何時になるのでしょう
大分前に論理素子を作ったニュースはありましたが ジョセフソン素子は結晶で作るんでしたか?

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Q熱伝導率 わかりやすく教えてください。

熱伝導率が 高いということはどういうこと、望ましい時はいつ。
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手をあてて、あったかく感じる時は、
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例をあげて、わかりやすく教えて。

Aベストアンサー

> ウールなど 触って暖かく感じるということは ウールは熱伝導率が低い 
> ということでいいのでしょうか、

地味に答えにくい質問です。歯切れが悪くて申し訳ありませんが「そういうケースもある」ぐらいでどうでしょうか。

まず「触って暖かく感じるのは、単純にその物の温度が高いから」という事もあるでしょう。同じ熱伝導率の物でも100℃の物と0℃の物なら100℃の物の方が触って暖かく感じます。当り前ですが。

次に、これは質問内容に対するかなりの深読みなのですが「ウールのセーターを着ると暖かいのは、ウールの熱伝導率が低いからだ」と考えているのならこれは中々に微妙です。

もちろん『セーター』の熱伝導率が低いため、人の体温が外気に奪われにくくなるので暖かいという事になります。また『ウール』自体の熱伝導率もそれなりに低いと思います。
ところが、実は『ウール』そのものよりもウールの間に捕らえられた『空気』の熱伝導率が低い事の方がセーターの暖かさの秘密だったりします。
例えば北国でガラス窓を二重にしたりするのは、間に(熱伝導率の低い)空気の層を作る事によって、室内の熱が外へ逃げないようにする工夫だったりします。

そういった事に注意しさえすれば、触ってみた感じから熱伝導率を大雑把に比べる事も出来るだろうと思います。

> ウールなど 触って暖かく感じるということは ウールは熱伝導率が低い 
> ということでいいのでしょうか、

地味に答えにくい質問です。歯切れが悪くて申し訳ありませんが「そういうケースもある」ぐらいでどうでしょうか。

まず「触って暖かく感じるのは、単純にその物の温度が高いから」という事もあるでしょう。同じ熱伝導率の物でも100℃の物と0℃の物なら100℃の物の方が触って暖かく感じます。当り前ですが。

次に、これは質問内容に対するかなりの深読みなのですが「ウールのセーターを着ると暖かいのは...続きを読む

Q水温は気温より何℃低いか

先日、親戚の少年に
「水温は気温より何℃低いか。それとも同じなのか。」と
質問されて困りました。

例えば気温が20℃の日だと水温も20℃なのか。
それとも気温より少し低くなるのか。
低くなるとして、どの程度低いのか。
そして、それは何故なのか。

昨日、温度計で計ったら、
室温は20℃でコップの水は17℃でしたが、
それによると3℃低くなりましたが、
いつも必ず、そうなるのでしょうか。

よかったら教えてください。

Aベストアンサー

単純には行きません
水温の方が高いこともあります
気温の方が変化が早く 水温は(直射日光の影響を受けなければ)気温からの伝熱で変化します
その伝熱速度の問題でもあります

気温20℃ が24時間維持されれば そこに置かれた洗面器のような容器の水は 気温との差0.5℃程度までにはなるでしょう

通常の気温の変化ですと 水温は追随しきれず、気温の高い昼過ぎは気温よりかなり低く、明け方には気温よりかなり高いでしょう

直射日光が当たる状態ならば 晴天の午後2時頃には 気温より30℃程度高くなることもあります

実際に観測なさるのがよろしいでしょう
季節・天候で大きく変わります

Q熱伝導率について

現在、熱伝導率について勉強しているのですが、薄膜について考えていたら詰まってしまたため、お教えください。

例えばφ10mm, 長さ10mmの円柱があるとして、その熱伝導率が100W/mKとします。
この円柱側面に熱伝導率が500W/mKの材料を1μmコーティングしたとします。
この時、コーティングされたAの熱伝導率を求めるための理論式に確証が持てません。

私は単純に、熱抵抗R = l /λA(lは長さ、λは熱伝導率、Aは断面積)とおいて、円柱と膜(厚さ1μmの筒)の合成抵抗、1/R合=1/R1+1/R2として考え求めたのですが、この合成した熱抵抗と未処理の円柱の熱抵抗との比をとると限りなく1に近い値となりました。つまり、1μm程度では熱伝導率への影響はないという結果となってしまいました。

しかし実際は薄膜により熱伝導率が向上したというような話をよく聞きます。
おそらく私の考え方(計算方法)が間違っていると思います。

ご指摘いただけると幸いです。以上よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ご提示された熱抵抗による計算がただしいか、コメントできません。というのは熱抵抗云々という概念が、小生の認識する限りでは、ある特定のアプリケーション分野(小生の知るのはは半導体の実装技術分野)の簡易的な手法で、3次元の熱伝導を計算するものと結果が異なるはずです。 たぶん熱抵抗云々は一次元の熱伝導しか考慮していないと思うのですが)。
ただ、10mmΦ×10mmというボリュームに1μの薄膜をコーティングしただけでは、熱伝導率は変わらないという事は間違いありません。実際に薄膜を被覆した場合の3次元の熱伝導率を計算したことがあります。通常の数値解析では薄膜部分にメッシュを切るのが極めて困難(ほしい情報は薄膜内部と直下の基材部の温度分布)なため(薄膜が基材に比べあまりにも小さいため)相当工夫をしないと計算できませんでした。ただ、少なくとも定常熱伝導の場合は薄膜による温度分布は考慮する必要がないことを確かめています。
ただし、実際にこのような基材を加熱して表面温度を測定すると、被覆の有無でその温度は有意な差がでるということは、わりとよく知られて事実で、よく被覆したことによる熱伝導率変化と間違えられる方が多数いらっしゃいます。
小生は、この現象は、被覆したことによって、表面の輻射率がかわり、周囲との輻射による熱の授受に大きな差が出てくるためと考えております。

熱伝導という現象はマスが重要なため10mmΦにたいし1μというマスではまず影響がでないというご質問者の回答は正しいと思います。

ご提示された熱抵抗による計算がただしいか、コメントできません。というのは熱抵抗云々という概念が、小生の認識する限りでは、ある特定のアプリケーション分野(小生の知るのはは半導体の実装技術分野)の簡易的な手法で、3次元の熱伝導を計算するものと結果が異なるはずです。 たぶん熱抵抗云々は一次元の熱伝導しか考慮していないと思うのですが)。
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Q摂氏0℃の気温の作り方

発布スチロールの箱の中(空気)の温度を
おおよそ0℃にさせて、それを約1時間ぐらいは維持させたい
と考えております。

そのような環境を、簡易的に作り出す方法はありますでしょうか?
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例えば、発布スチロールの箱に氷や保冷材を入れるだけでも、
0℃環境になるのでしょうか?

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

「気温」を0℃に維持するのは難しいのですが、これは、容量の小さな密封された空気で良いのでしょうか。

なるべく大型のクーラーボックスに、なるべく大量の氷水を入れ、その中に密封容器を入れれば、中の気温はほぼ0℃になります。

三つ留意点があります。
事前に密封容器を冷蔵庫で冷やし、0℃に近づけておくことで、0℃で維持される時間を稼ぎましょう。
氷水の水も、事前に冷蔵庫に入れて冷やせば、0℃の時間を稼げます。
氷水の氷は、冷凍庫で作るブロックのような、数センチ立方くらいの粒にしてください。
大きな固まりだと、密封容器に氷がふれた状態になった場合、温度がマイナスになってしまいます。

0℃を維持するポイントは、充分氷が多い状態の氷水にすることです。
氷は、冷凍庫で作った状態ではマイナスですが、水に入れると温まり、ほぼ0℃、わずかにマイナスで温度を維持しながら溶けます。
水は、氷に冷やされ、0℃に近づき、わずかにプラスで推移します。
氷と水の境界面が、ほぼ0℃です。

充分な氷の入った氷水は、全体としてほぼ0℃になるわけです。
水が多いと、プラス、ほとんど氷だとマイナスになってしまいます。

この手法は、温度計を0℃に校正する方法です。

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なるべく大型のクーラーボックスに、なるべく大量の氷水を入れ、その中に密封容器を入れれば、中の気温はほぼ0℃になります。

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