金属の表面が冷たく感じ、プラスチックの表面は金属ほど冷たく感じないのですが、

質問

金属の表面が冷たく感じ、プラスチックの表面は金属ほど冷たく感じないのですが、
これらのモノの温度差がどういった理由でしょうか。
また、以前から疑問に感じていたのですが、氷は冷やせば冷やすほど温度が下がるそうですが、-１０℃の氷と-１００℃の氷の温度差は何が違ってくるのですか。

回答No.4

shkwta · ベストアンサー

No.1の補足への回答です。
-10℃の氷と、-100℃の氷の内部の状態の違いを説明します。

氷の中では、水分子が六角柱の網目状に結合していて、分子の位置が固定されています。しかし、分子は定位置を中心にして振動しています。-10℃と-100℃の違いは、-10℃のほうが振動が激しいということです。「冷やす」とは、氷からエネルギーを奪って振動を沈静させるということです。氷だけでなく、一般に温度とは分子運動の激しさを表わします。

回答No.6

SCNK

熱の伝導率が金属の方が大きいので早く熱を奪うからです。

氷の中の水分子の振動の振幅が小さくなります。ケルビン温度で０度になると振動は止まります。

回答No.5

mmmma

暖まりやすいと熱を伝えやすいは違うことをあらわしています。

棒状の物質の片方の端に熱を加えた場合を考えます。
熱を伝えやすい物質は、熱を加えている側とそうでない側の温度差が小さく、熱を伝えにくい物質は温度差が大きくなります。つまり温度勾配の傾きが大きいか、小さいかということです。

暖まりやすい物質は加熱している部分の温度がすぐに上がりますが、暖まりにくい物質はなかなか温度が上がりません。ということで加熱している部分の温度がどうかということです。

-10℃と-100℃の氷の違いは分子の運動量にあります。熱を持っている分子はその熱量に応じて運動しています。氷などの固体の場合は自由に運動できないのでその場で振動しています。-100℃の場合でも-100℃に応じた熱を持っているので分子が振動しているのですが、更に冷やしていくと分子の運動が止まってしまいます。この時の温度を絶対零度と呼んで、これ以下の温度は存在しないとされています。

回答No.3

paddler

> 金属はプラスチックに比べ、比熱（１の性質）も熱伝導度（２の性質）も大きいので、金属の方が冷たく感じるのだと思います。

と書きましたが、「比熱」は間違いですね。「冷たい」効果は、「熱伝導度の違い」によるものですね。スミマセン。

回答No.2

paddler

手で触った時に「冷たく感じる」のは、「手の熱が物体に奪われる」からです。そして「奪われる熱」が多い程、「冷たく」感じられます。ここで「奪われる熱」と言っているのは、正確に言うと少し難しくなるのですが、何時間もかかって奪われる熱の総合計というよりは、単位時間（例えば毎１秒間）あたりの熱の移動量、つまり「どのくらいのスピードで熱を奪うか」というイメージです。この「熱の移動量」は、基本的に手と物体の温度差がキーになります。物体は最初温度が低いのですが、手からもらった熱で温度が上がります。もし、物体の温度が手と同じになってしまうとそれ以上、熱は移動しません。そこで、

　１．物体が暖まりにくい程（手から同じ量の熱を受け取っても物体の温度が上がりにくく低い温度を保ちやすい）
　２．物体が熱を伝えやすい程（手と触れている部分で受け取った熱が周囲に伝わり逃げて行きやすく手と触れている部分の温度が上がりにくい）

「熱の移動スピード」は大きくなります。金属はプラスチックに比べ、比熱（１の性質）も熱伝導度（２の性質）も大きいので、金属の方が冷たく感じるのだと思います。

補足

暖まりにくい・暖まりやすい　と　熱を伝えやすい・伝えにくいは同じように聞こえますが、どうでしょうか。

回答No.1

shkwta

熱伝導率の差です。

＜熱伝導率の例＞ 300 K の値。化学便覧　単位：W/(m・K)

金属…アルミニウム　237, 銅 415, 鉄 80, 銀 427
プラスチック…ポリエチレン 0.22, ポリスチレン 0.12, ポリ塩化ビニル 0.16

金属のほうが圧倒的に熱を伝えやすいのです。もし気温が体温より高かったら、逆に金属のほうがプラスチックより熱く感じることになります。

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＞氷は冷やせば冷やすほど温度が下がるそうですが、-１０℃の氷と-１００℃の氷の温度差は何が違ってくるのですか。

氷に限らずどんなものでも冷やせば温度が下がるのは当たり前なので、質問の意味がわかりません。補足でもうすこし詳しく書いてください。

補足

＞氷は冷やせば冷やすほど温度が下がるそうですが、-１０℃の氷と-１００℃の氷の温度差は何が違ってくるのですか。

見た目に見えていても、内部で変化しているということでしょうか。
なんとなく解ってきました。