熱について

質問

温度とは分子の運動の激しさですが、例えば
やかんを手で叩いたとします。すると叩いた部分の分子は振動すると思います。
だとしたら多少温度は上がるはずです。
間違ってますか？それとも上昇する温度が微小なので体感できないだけですか？
お願いします。

回答No.3

siegmund · ベストアンサー

sesame さんの言われるように
「上昇する温度が微小なので体感できないだけ」
でしょう．
ちょっと概算してみましょう．
やかんに水が１リットル(1000 cm^3)入っているとします．
10℃温度が上がれば体感できるとして，
必要な熱量は 1000×10 = 10^4 [cal] = 4.2×10^4 [J]．
人間のパワーを 0.1 馬力(HP)として 0.1 [HP] ≒ 70 [W] = 70 [J/s]
としましょう．
瞬間的にはもっと出るでしょうけれど，すぐ疲れちゃうから...
そうすると，
(4.2×10^4 [J])÷(70 [J/s]) = 600 [s] = 10 [分]
で，10 分間やかんをたたかないといけませんね．
たたくとボコボコ音がするとか，やかんが変形するとか，
そういうことにもパワーを取られます．
熱が逃げて行っちゃうの(かなりシビアと思います)もあるし...
というわけで，やかんをたたいて水温が上がるのは大変そうです．

あ，それとも，やかんに水は入っていないのかな？

いずれにしろ，やかんは金属でかなり熱伝導が大きい．
しかも空気に触れている面積が大きいですから，
せっかくたたいて温度を上げたつもりでも
熱が空気中に逃げていきそうです．

そういうわけで，sesame さんと urotaike さんが書かれているように
小さいものがおすすめです．
質量が小さいと温度が上がりやすい，表面積も小さくて熱が逃げにくい，
両面で温度上昇がみやすいですね．

なお，水をかき回して温度が上がることを詳細に調べたジュールの実験は
非常に有名です．

お礼

どうもありがとうございます。（返信遅れてすいません。）
やはりやかんの例えはまずかったか・・・
水をかき回しても確かにあがりますね。その実験は知りませんでした。

実はまたあらたな疑問が出てきたのですが分子の運動が温度に対応することはわかったんですが粒子の全くない真空中では絶対零度になる気がするんですがなってませんよね。何故なんですか？もしお時間があればお答えください。

回答No.5

sesame

>>真空ポンプで管内の空気を抜いたときにその管内の温度は絶対零度とはいかないまでもマイナス200度以下ぐらいはいきますか？
人工的に真空を作っても、高真空にはならないのでかならず気体分子は残ります。
そのさい、断熱膨張したぶん温度はやや下がりますが、-200℃などになることはありません。
完全に近い真空になったとしても容器を通じて伝導や輻射熱は入りますしね。

お礼

何度もお答えいただきありがとうございました。
私は少し勘違いをしていたみたいです。
馬鹿げた質問かもしれませんが誤解が解けました。

回答No.4

sesame

>>粒子の全くない真空中では絶対零度になる気がするんですがなってませんよね。何故なんですか？
真空中（宇宙空間）の温度は、気体や液体の振動ではなく、電磁波輻射によって測ります。
それによれば、宇宙は太陽などの恒星の熱輻射を除いても、絶対温度で3Kの背景輻射があることがわかっています。
これは、宇宙ができたときの「余熱」だろうと言われていますね。

お礼

何度もありがとうございました。
確かに電磁波というのも温度の要素でした。ということは
真空ポンプで管内の空気を抜いたときにその管内の温度は絶対零度とはいかないまでもマイナス２００度以下ぐらいはいきますか？

回答No.2

urotaike

分子の運動＝熱なのはお分かりですよね。
（実際は放射熱とかもありますが・・・）
やかんよりも体感できる実験として簡単なのは、
針金とかクリップをのばしたものを、金属疲労を起こして折れてしまうまで
何回も折り曲げては延ばし、っていうのを繰り返して見ましょう。
ほんと、すぐ熱くなりますよ。火傷に注意してくださいね。（＾＾；

お礼

どうもありがとうございます。（返信遅くなってすいません。）
身の周りにも実験材料はいろいろあるんですね。やってみたいと思います。

回答No.1

sesame

「上昇する温度が微小なので体感できないだけ」で、たしかに温度は上がります。
体感できるほど温度を上げようと思ったら、それこそやかんがベコベコになるまで殴らなくてはいけないので(^_^;)
実験してみるにはちょっと素材を代えましょう。
クギを金づちで何回も何回も叩いてみる、というのではどうでしょうか。
何分間か思いっきり叩けば、さわれないほど熱くなりますよ。

お礼

どうもありがとうございます。（返信遅くなってすいません）
やっぱり上昇するはずですよね。やかんという例えはまずかったか・・・