寒天の密度・比熱

質問

今、住宅における新しい蓄熱材を考えています。
それに寒天を使ったらどうかと思いつきました。
粘度があるために、蓄熱効果があるのではないかと思っています。
蓄熱効果を検討するために、密度や比熱を知りたいと思ってます。寒天といっても濃度はいろいろあるので水と比較してどうかということを知りたいです。

回答No.3

38endoh · ベストアンサー

一つ確認があるのですが、断熱材ではなく蓄熱材ですね？　では、湯たんぽのように、高温を蓄積するタイプの蓄熱材でしょうか？　それとも、アイスノンのように、低温を蓄積するタイプでしょうか？　具体的な用途と、求める物性をもう少し詳しく補足していただけると、回答がしやすくなります。

> 寒天といっても濃度はいろいろあるので水と比較してどうかということを知りたいです。

さて、elly99 の仰る寒天とは、乾燥寒天ではなく水分を含む寒天のことですよね？　とすると主成分は水です。よって比熱の値は、水とほぼ同様の値になるでしょう。寒天の濃度が多少変わったところで、比熱の値は差ほど変化しないと思います。

比熱という点では水と寒天とで大きな差はないと思いますが、一方で決定的に異なる点もあります。それは対流の有無です。寒天に含まれてる水は、対流することができません。対流という物質移動によって、熱を移動させることができないため、寒天の熱伝導率は、水に比べて非常に低い値になります。つまり、熱が逃げにくい材料になります。よって蓄熱効果は、単なる水よりも格段に向上するでしょう。これは、対流が起こりにくいあんかけ料理がなかなか冷めないのに似ていますね。

> 蓄熱効果を検討するために、密度や比熱を知りたいと思ってます。

蓄熱効果を検討するには、密度と比熱ではなく、熱伝導率と比熱を調べるのがよいと思います。比熱は熱を蓄える能力、熱伝導率は熱の出し入れしやすさ（熱の逃げやすさ）、に関係する値です。

蓄熱材の中には、相転移（融解や凝結など）を伴うものもあります。氷枕やアイスノンなどが、このタイプに相当します。このような相転移を伴う蓄熱材は、熱を蓄える能力が著しく高いのが特徴です。このタイプの蓄熱材の検討をするなら、比熱だけでなく、相転移エンタルピー（潜熱ともいう）の値も考えなければなりません。

丸善の「化学便覧」という本には、先に述べた比熱、熱伝導率、相転移エンタルピーなどの物性値の一覧表が掲載されております。また、対流を議論する際に必要な粘性のデータもあったと思います。図書館などで化学便覧を探し、参考にされるとよいでしょう。

お礼

親切な回答ありがとうございます。
はい蓄熱材です。昼のうちに太陽光の光などで暖めておいて夜になったらゆっくり放熱できる性質があればといいと思っています。

熱伝導率ですか！さっそく化学便覧を借りてきて調べてみたいと思います。
本当は相転移を伴うものを採用したいんですが、今回自然材料を使わないといけないという制限があるので寒天を使ってみようとしています。

回答No.2

noname#62864

寒天は大部分が水からできていますので、特に寒天成分が多いというのでなければ、その比熱や密度は水と同程度だと思います。
また、水と違い、流動性がなく、対流が起こりにくいために、温めたり、冷やしたりするのに時間がかかるのではないでしょうか。
・・・あくまで想像ですが。

なお、寒天と同様の高吸水性ポリマーであるアクリル酸ナトリウム（保冷剤として利用されているもの）について調べてみられれば、何か手がかりが得られるかもしれませんし、これを蓄熱剤として使用することも可能かもしれません。

お礼

ありがとうございます。
高吸水ポリマーについて調べてみました。
無機物の高吸水性ポリマーのほうが、蓄熱効果を調節できて蓄熱材としてよさそうですね。

回答No.1

cirujano

詳しくないので、参考になれば。
研究で使うなら、寒天の成分のひとつ、アガロースで行うことになると思います。
アガロース（Agarose）をネットで検索をされるといろいろと引っかかってくると思います。

お礼

ありがとうございます。早速検索してみます。