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海と陸の温度

海陸風について勉強しているんですが、途中に出てくる海と陸の温度変化の説明でいきづまっております。 海水は陸地より比熱が大きい。しかし、単位体積に対する土の熱容量は水の熱容量よりも約40%大きく、さらに土の熱伝導率が非常に小さいので、水と土の表面温度の変化はほぼ同じくらいの範囲になる。 どうして同じ範囲になるんでしょうか。熱容量や伝導率との関連が、よくわからないんです。 また、夜間には海上の空気のほうが高温になるそうですが、それはどうしてなんでしょうか。

  • 地学
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noname#35109
noname#35109
回答No.1

【比熱】 物質一グラムの温度を摂氏一度上げるのに要する熱量。特に気体では体積を一定にしたとき、または圧力を一定にしたときの比熱をそれぞれ定容比熱・定圧比熱という。 【熱容量】 ある物体の温度を摂氏一度上昇させるのに要する熱量。均質な物体では比熱と質量との積に等しい。 ~ 国語大辞典(新装版)小学館 1988 より ~ ですから, 比熱(物質一グラムの温度を摂氏一度上げるのに要する熱量)は水の方が大きい。 でも熱容量(比熱と質量との積)は同じ体積当たりでは,土の方が重いため,土の方が大きい。 結果として,水と土の表面温度の変化はほぼ同じくらいの範囲になる。 ということです。 同じくらいの範囲になることはなるのですが, 実際は微妙に水の方が熱しにくく冷めにくいので, 夜の水温はなかなか下がらず,夜間には海上の空気のほうが地上の空気より高温になるのです。

msndance
質問者

補足

う~ん、むずかしい。 >熱容量(比熱と質量との積)は同じ体積当たりでは,土の方が重いため,土の方が大きい。 そうすると、土の方が熱しにくく冷めにくいってことになりませんか? そうしたら、土の方が温度変化の幅がせまくなるように思うんですが・・・

その他の回答 (3)

  • tekkii
  • ベストアンサー率22% (2/9)
回答No.4

失礼ですが「水と土の表面温度の変化はほぼ同じくらいの範囲になる」を疑っています.昼夜の温度差は,海面では通常1度以内ですが,陸上では,私の記憶が正しければ20度を超えます(条件によりますが). そうなる理由です.陸地では,太陽の熱は地表面で吸収され,その熱が地下に伝わりにくいため,昼間は地表面付近のみ(厚さ30cm程度)が暖まります.海では,表層10m程度の層が太陽の熱を吸収するため,そこの海水が暖められます(かき混ぜられる効果もあります).つまり,陸地では比較的少量の物を暖めるので,熱量は同じでも温度の上昇が大きくなります.熱容量の差もありますが,この温まる範囲の違いのほうが大きく効いています. 夜間に海上の空気のほうが高温になる理由は,海上のほうが地表面温度が高いからです.この差は,晴天の日によくみられます.

msndance
質問者

お礼

う~ん、微妙ですね・・・ 陸地は暖まりにくいが広がりにくい。 海水は温まりやすいが広まりやすい。 この2つがうまく相殺しあう感じなんでしょうかね。 とりあえずそんな感じで、ここのところは納得して読み進めることにします。 みなさんありがとうございました。

noname#35109
noname#35109
回答No.3

すみません, #2計算間違い 土の熱容量=2.7g×0.2=5.4 →土の熱容量=2.7g×0.2=0.54 です。

msndance
質問者

お礼

わかりました。ありがとうございます。

noname#35109
noname#35109
回答No.2

> う~ん、むずかしい。 そう言われるとたしかに,う~ん,むずかしい。 土と言っても一概には言えませんが 土の比熱は水の1/5程度?らしいです。 一般的な土の密度は 2.6-2.8g/cm^3 この数値を元に計算すると 1cm^3あたりの水の熱容量=1g×1=1 土の熱容量=2.7g×0.2=5.4 このデータはあまり信用しないでください。 また,それにどこを見ても 土の方が熱容量は小さいと出ています。 参考URLなどなど。 ---引用部分------------------------- 単位体積に対する土の熱容量は水の熱容量よりも約40%大きく、 ----------------------------------- この部分が間違っているのではないでしょうか。 単位体積に対する土の質量は水の質量より大きいので,熱容量は水よりさほど低くならず, というくらいが正解だと思うのですが。

参考URL:
http://www.sky.sannet.ne.jp/kyoshio/DW/Weather/WeatherKA.htm
msndance
質問者

お礼

確かに、そんな感じがしますね。 僕が質問文に書いたことと、sassakunさんが示したリンク先は、まるで言ってることが逆ですしね。 >単位体積に対する土の質量は水の質量より大きいの>で,熱容量は水よりさほど低くならず, >というくらいが正解だと思うのですが。 これならば納得がいきます。

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