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2005.03.06

放射で冷める実験

桜木町のダイソーで買ったステンレスマグ(フタ付)を使って放射熱の実験をしてみました。

同じマグを2つ使って、うちひとつはスプレー塗料で黒く塗りました。(室内でスプレーして臭いがたちこめて家族から大非難を欲びました)

フタの真中にツマミがついていたのを外して、穴を少し大きくしたところに温度計を差し込みました。これがなかなか具合が良い。
VFMI0098

それぞれに、沸かしたばかりの熱湯を8分目くらいいれます。入れた直後の温度はどちらも「87度」ほど。(沸騰している時は100度なのだと思いますが、注いだ直後にここまで下がってしまうのですね。)

あとは、それぞれの温度がどう下がるかを観察します。
間抜けなことに時間を測らなかったので、グラフにもできませんが、とりあえず「黒い方が何度の時に、銀色の方か何度」という対応だけはとりました。


前にやった実験ではステンレスと磁器のカップを比べたので、いろいろと条件が違って厄介だったのですが、今回は同じ材質で表面が違うだけなので、熱容量や熱伝導率はほぼ同じだろうということでわかりやすいと思います。(そのかわり、「磁器」の方が「金属」より冷めやすいか、というような直感的に意外なことを見せられるわけではありません)

カップは発泡スチロールの上に乗せてあります。
結果は以下のとおり。

黒 銀 差
87 87 0
78 82 4
74 79 5
61 69 6
53 62 9
50 60 10
48 58 10
31 41 10
24 32 8

思っていた以上の差がつきました。たった1回しかやってませんが、次にやるときは時間も測ってみよう。

発泡スチロールの上に置いたことで、底からの熱伝導はかなり小さくなっていると思われますし、フタをしたことで、気化熱の影響も減っているので「マグの表面からの放射熱」の違いが大きく出ているのではないかと思います。

知らない人から見れば「意外」だと思いますが、「理屈どおり」でもあるので、これだけだとあまり面白くありません。 「ヤカンをよく磨いておくと冷めないよ」とかいえれば面白いけど、あまり実用には関係ありませんね。

あとは「布を巻いたマグ」も実験予定。これの方が意外性は高いと思います。(先に冷めれば、の話ですが)

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Comments

のぶ さま

いやあ、今回は見事に「放射率」の差が見える実験で、すばらしいですねぇ。確かに経過時間とのデータを併せてグラフなんかにしてやると、とっても良いですね。あと実験時の周囲の気温もあれば充分かな?

「布を巻いて」ってぇのも面白そうですが、この時一番問題になるのはカップと布の間の熱のやり取りですね。どう見ても布と金属面との接触面積は小さそうですから、直接の熱伝導はかなり制限されそう・・・個人的には、後始末が大変そうですが、紙かなんかの比較的凹凸の小さいものを、接着剤かグリスで空隙を無くして貼り付ける方が、放射率の影響を見るのに良いかも?などと思っています。

Posted by: 温泉カワセミ | 2005.03.06 11:12 PM

コメントありがとうございます。
磁器のカップとステンレスカップの時は、熱容量が大きく違った(これ自体ひとつの発見でしたが)ので「初期温度」を揃えるのが大変でした。(お湯や水を加えて調整すればよかったんでしょうが)

今回は、塗料は熱容量には事実上は影響なしということで楽でした。温度計は安物ですが、ハンズで8本くらい並べて「同じ温度を示すもの」を3本買ったのでした。(しかし、1本は落として壊してしまった!)

「布」の実験は、アルミの箱の1面に貼ることではやっています。「冷め方」はわかりませんが、「手を近づけた時に感じる熱」は、あきらかに金属面よりは暖かかったです。アラビアのりで貼ったのですが、もう少し「密に」くっつくものを使った方がいいかな。あまり付けすぎると「熱容量」の問題がでてきてしまうので要注意ですが。

「紙」でもいいですね、たしかに。「保温力高そう」には見えませんが。

Posted by: のぶ | 2005.03.07 10:12 AM

のぶさん

>「紙」でもいいですね、たしかに。「保温力高そう」には見えませんが。

経験者の談によると「新聞紙」を巻いて寝ると暖かくて良いそうです。
(鍵を忘れて下宿を閉め出されて、自室の「前」で寝たそうで・・・)

Posted by: 温泉カワセミ | 2005.03.07 11:40 PM

「新聞紙を入れて寝る」という話は聞いたことがあります。
「保温力高めたフリして実は冷めやすくする」というネタですから、「ほら、新聞紙入れて寝たりするじゃありませんか」とか言えばいいんですね:-)

実際に新聞紙に効果があるとすれば「空気の層」を作ってくれることでしょうか。もしアルミ箔を持っていれば(持っていないって)、体に巻きつければかなりの効果が見込めますね。 「アルミ」というと「通気しなくてムレそう」という問題があるので、小さな穴のあいたアルミ箔ならいいかもしれない。

ところで、今回の「黒と銀のカップ」、天気の良い日に外に出しておいてみようと思います。かなりの温度差が期待できます。 それで「黒は暖まりやすい」というところを見せて、今度は熱湯を入れて上の実験モドキをすれば、ちょっとした「へぇ」なのではないでしょうか。

Posted by: のぶ | 2005.03.08 10:38 AM

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