気化熱を促し冷ます実験
気化熱で冷ますのは夏の風物詩に代表される打ち水をはじめ皆さんご存知です。
気化熱を促し体を冷ます実験＝暑さと湿度のお話です。
出典 東京大学
サイエンスコミュニケーションサークル
科学の実験・科学のお話
暑さと湿度のお話
暑い日が続いていますね。
気温が同じくらいでも、湿度によって「暑さ」に違いを感じた経験はありませんか？
気温が低くても湿度が高いと、気温の割に蒸し暑く感じますね。
これはなぜでしょうか。
＜実験してみよう！＞
用意するものは、タオル２枚、ぬるま湯、そして扇風機です。
まず、タオルを両方ぬるま湯につけてよく絞ります。
次に、２枚のうち片方を扇風機の前に広げて吊るし、しばらく風を当てます。
風を当てたタオルと当てていないタオルをさわって、温度を比べてみましょう。
風を当てたタオルのほうが、温度が低くなっていると思います。
なぜでしょう。
液体が蒸発するときには、「気化熱」といってまわりから熱を奪っていきます。
そのため、濡らしたタオルから水が蒸発するときには、
タオルから気化熱を奪ってタオルの温度は下がります。
このとき、扇風機でタオルに風を送ると、
タオルの周りにある水分が吹き飛ばされて、水がより蒸発しやすくなります。
水が蒸発しやすければ、当然熱も奪われやすくなってより温度が下がるわけですね。
では、このことを暑さと湿度の話に当てはめてみましょう。
このときは、タオルが人間の体に、タオルの水分が汗に相当します。
（汗は、蒸発したときの気化熱によって体を冷やすためにあるのですね。）
そして、タオルに風を当てて周りの水分を吹き飛ばした状態は湿度が低いことに対応します。
逆に風を当てていないほうは、湿度が高いことに対応していますね。
なぜ湿度が高いと暑く感じるのか、さきほどの実験から考えると…
湿度が高いと、体の周りに水分がとどまってしまい、汗が蒸発しにくくなります。
そのため、体から熱が奪われにくくなって気温の割に暑く感じてしまう、ということですね。
さらにこの実験からは、汗の蒸発を促すことができれば
涼しく感じることができる、ということもわかります。
扇風機やエアコンの除湿機能などがこれにあたります。
空気が乾燥している砂漠地帯では、気温の割にそれほど暑さを感じないそうです。
日本の夏と真逆ですね。
(このお話は、2011年8月にcast.net/science/1108/で配信されました。
上記の実験から
蒸発を促すことができれば 涼しく感じることができるように
背中クールタイは煙突効果で弱い扇風機に当たります。
背中の汗、溜まった気化熱をストレートに外へ出すことによって
熱を奪い涼しく感じるのです。
この実験からも裏付けられているのです。
背中の汗の気化熱を早く出す「背中クールタイ」
衣服と肌の間に空気を出入りすることで体の冷却機能で冷ます効果を手伝います。
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