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大学院生の頭の中

飛行機はなぜ飛ぶの?船はなぜ浮いてるの?など身近な疑問ありませんか?

暑いとか寒いの話

物理で解釈

日曜日なので部屋でゴロゴロ。

腑抜けています笑

 

 

もうそろそろ9月の中旬ですかね。

 

暑いですね………

9月の頭くらいには過ごしやすい気候の日もあったような。。。

 

 

 

 

さて、今回のお話は、人が暑いとか寒いとか感じるメカニズムなんかを紹介できればなと。

 

「なんでこんなに暑いの!!」

って怒ってる人をたまに見かけませんか?

 

そんな人に教えてあげてください(^^)

きっと、もっと不機嫌になります(^^)

 

 

 

さて、まだ夏ということで、暑い時のことを考えましょう。

暑い部屋で過ごすのは耐えられない、そんな時、どうやって快適な環境にするでしょうか。このご時世、なんでもあります!エアコンや扇風機や冷蔵庫、、、

 

冷蔵庫は違いますね笑

 

 

代表的なアイテムとして、

エアコンと扇風機かがあるかなと思います。

 

エアコンは部屋の温度を下げる効果が。

扇風機は読んで字のごとく、風で扇いでくれる効果がありますね。

 

比較すると違いがあって面白い!(個人的に、、、)

エアコンも風でてるやん。ってのはここでは無視です(^^)笑

 

 

 

 

ちょっとだけ、中学校の理科を復習。

ヒトって、脊椎動物の哺乳類でした。

哺乳類の特徴の一つに、恒温動物である。ということが挙げられます。

(復習終わり)

平熱に個人差はあると思いますが、およそ36度くらいの体温を持っています。

また、ヒトは食物から摂取したエネルギーや呼吸で取り入れる酸素を使って、常に発熱しています。

 

まさに

永久発熱機関ですね(^^)

 

 

 

 

 

で、人が暑いとか寒いとかを感じる物理的要因は

体内と体外の熱のやり取りにあると思います。

 

 

当たり前のことを言いますが、

 

熱は、温度が高いところから低いところへ移動する。

 

感覚的にもそんな気がしますよね(^^)

 

もう少しつっこむと、

 

温度の異なる2つの物体で熱のやり取りをする場合、

温度差が大きいほど速く熱が移動します。(フーリエの法則)

 

 

 

さぁ、アツくなってきました!笑

 

エアコンの話に返りましょう。

エアコンの役割は、室温を適度な温度に調整すること。でした。

 

適度な温度。

とはどんな温度でしょうか。

エアコンの設定温度は28度とかおよそその辺りで、10度とか40度にする方はいないはずです。

いたらすみません。いや、いないはず。

 

 

体温を36度に保つなら、36度が良いのでは、、、?36度設定なんて暑すぎ!笑

 

 

28度が適切な温度だとしましょう。

この時、なぜ快適と感じるのでしょうか。

 

 

ここから、これまでの話が繋がってきます!

 

さっき、

ヒトは永久発熱機関やぁ

と書きました。

 

そう、常に発熱しているのです。

発熱すればだんだん暑くなってきますね。

つまりは、

発熱する分だけ排熱しないと体内に熱がたまる一方になってしまうんです。

 

どうやって排熱するか?

体内と体外の温度差を使いますね!

さっきのフーリエの法則です!

 

温度差が大きいほど排熱量も大きくなります。

 

まとめると、

ヒトの発熱量と同じ分だけ排熱しようとする時に、

エアコンの設定温度が28度だとちょうど良い!!

ってことですね(^^)

 

設定温度を下げすぎると、

排熱されすぎて寒くなりますのでご注意(笑)

 

 

 

 

続きまして、扇風機の話。

 

扇風機は気温を下げるなんて機能は無いです。

けど風を浴びると涼しく感じる。

 

………なぜ???

 

さっきのエアコンの話では、空気は止まっていると思って考えてみました。

扇風機の場合は、空気が動くんですよ!

 

これが大きな違いです。

 

物理の言葉では、熱伝導と熱伝達

と区別されますが、ここでは突っ込みません笑

 

 

 

空気が動く(風がある)とどうなるでしょうか。

室温30度で考えてみましょう。

 

30度の部屋、暑いですね。。。

暑いと感じるのは、排熱量が足りないから。

 

で、風があると、この排熱を促進してくれます!

なんとも偉大な風様!!

 

また、風の強さ(風速)も大切で、

扇風機のスイッチを弱にするより、強の方が涼しいですよね。

これは、風が強いほど、排熱がより促進されるからです!

 

 

よって、体内と体外の温度差が小さい場合でも、

風によって排熱ができて、涼しく感じるわけです(^^)

 

 

以上、暑いと感じたので思いついたお話でした。

 

 

 

 

 

 

 

 

ふと疑問。

外にいる時、28度では暑いと感じるのはなぜだろう。

 

きっと、熱伝導と熱伝達のもう1つのやつですね(^^)

 

 

2016 09 11 日曜日