- ベストアンサー
サウナの室温の意味ってなんでしょう？
本日サウナにいきました。 サウナの室温は90度と表示されています。 お風呂の水温は45度だと熱くて入れません。 どうして室温では90度でも入れて 水温では45度だと入れないのでしょう？
- 科学
- 回答数8
- ありがとう数15
- みんなの回答 （8）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
昨日の夜に書いていたのですが、UPしようとしたら「メンテナンス中です」と言われて書けませんでした。（自分として）もったいないからUPしますが、下と重複する内容も含むことをご了承ください。 -- まず、なぜ皮膚が熱くなるのかを考えます。これは「熱移動」という現象を考えるとわかります。 熱の移動はざっくりいうと「熱伝導（つたわる）」「対流（まざる）」「熱放射（電気ストーブの赤いところの光に手をかざすとあったかい）」の３つによって起こります。今問題になっている「体VSお湯」と「体VS空気」間の熱の移動は、まあざっくりいうと（こればっかりだな）固体である「体」と、流体である「お湯」「空気」が接触して起こっている現象です。 このような場合、その境界でどれくらいの熱が移動するかというのは、細かく見ると熱伝導や対流が複雑に絡み合って発生しているため、ヒジョーにややこしくなっております。しかしそこをざっくり（・・・）表したものに「境膜伝熱係数」というものがあります。 これらの接触境界での熱の移動量は、「境膜伝熱係数」と「温度差」に比例します。 体側の温度を約36度とすると、例にある風呂とサウナの「温度差」は９度と５４度で６倍風呂のほうが大きいです。 さて「境膜伝熱係数」のほうはというと、接触した２つの物質の組み合わせに主に左右されます。ここでは「体VSお湯」と「体VS空気」ということになりますが、これは 風呂 ＝体VSお湯＝固体と水 ：300～800 サウナ＝体VS空気＝固体と空気：3～10 （いずれも自然対流の場合 つまり「体をじっとして混ぜない・風を吹き付けない」場合） というわけで同じ温度差の場合、風呂のほうがサウナに比べて３０～２７０倍熱の移動が起こるということになります。 結局「温度差」×「境膜伝熱係数」でいうと、風呂はサウナの５～４５倍となり、より多くの熱が体に移動し、結果として「あちちちち～～～」ということになるのです。 ちなみに例えばその人が４２度くらいまでの風呂に耐えられるとすると、水（お湯）での温度差６度ですからサウナでは少なく見積もって２００度くらい、多く見積もると１６５０度くらいの室温までなら耐えられるということになります（笑）。 しかしこれには注意が必要で、さきほど「自然対流の場合」と書きましたが、もし強制対流、つまり「サウナで誰かが自分に向かってウチワで扇いだ場合」は、上記の境膜伝熱係数がどうなるかというと サウナ＝体VS空気＝固体と空気：20～50 （強制対流の場合） と一気に２～２０倍程度の熱移動が起こりますので、やけどします、ていうか扇いだ人も一緒に丸焦げになってしまいます（笑）。ですからまあ１００度くらいにしておくのが無難なのではないかということになります。 熱めの風呂に入っている時、じっとしていれば耐えられるけれど、ちょっとでもお湯が動くと超熱いというのも同じ理由によります。 風呂 ＝体VSお湯＝固体と水 ：2000～6000 （強制対流の場合） 最後に、ではなぜこんなに境膜伝熱係数がサウナと風呂で違うのかというところになりますが、 １）空気のほうが密度が低いために、単位時間に接触する質量が空気のほうが少ない ２）比熱（ある物質を１℃上げるのに必要な熱）が空気が小さい ３）熱伝導度（熱の伝わりやすさ）が空気が小さい（水0.602、空気0.0256） といったところが影響しています。 突っ込みがあるといけないので言っておきますが、上記では簡単のために、必要な記述がチラホラ抜けています（単位とか細かい前提とか）のでご了承ください。 ヒマだなあオレ。
その他の回答 (7)
- Ichitsubo
- ベストアンサー率35% (479/1351)
いくつか掻い摘んでお答えします。 >梅雨の時期は汗が乾かず体温が高まり >非常に暑いです。 そう、同じ現象です！ >なるほど。９０度のサウナに入って椅子が >めちゃめちゃ熱いのは空気バリアーが破壊 >されるのと、空気より重く熱が伝わりやすい >からですか。 熱が伝わりやすいこともですが、多量の熱をたくわえていることにも原因があります。 空気は密度も低いため、それほど熱を貯めているわけではありません。 >サウナは水を薄めた水蒸気の中にいるので９０度でも平気。 ちょっと違います。 サウナでは、サウナの空気にはまだ沢山の水蒸気を蓄える余裕があるから平気なのです。湿度100%＝もうそれ以上水蒸気を貯めておけない(≠液体の水)であれば火傷してしまうでしょう。 >加えて汗を蒸発させることにより気化熱の反作用で体を守り 反作用ではなく作用そのものです。 「加えて」どころかこちらが主たる原因です。
お礼
＞熱が伝わりやすいこともですが、多量の熱をたくわえていることにも原因があります。 空気は密度も低いため、それほど熱を貯めているわけではありません。 なるほどー。それは夏にアスファルトが50度、60度と 火傷するほどあつくなっている現象ですね。 ＞反作用ではなく作用そのものです。 「加えて」どころかこちらが主たる原因です。 よくわかりました。気温が高いと多量の水蒸気を 含んでいられるという知識が私には欠けていました。 ありがとうございます。
- Ichitsubo
- ベストアンサー率35% (479/1351)
#5さんのは当たっているようでちょっと違います。 みなさんの話をベースに詳説します。 この話を解決するキーワードは「汗」です。 まず水温45℃の水(湯)の中では、体は常に45℃の物質と触れています。#1-#2さんのいうように、低温とはいえ「熱量」はとんでもなく大きいため熱くて入れない風呂が出来てしまいます。 室温90℃のサウナは湿度が低くなっています。むしむしした感じもありますが、気温90℃では、気温30どのときの14倍もの水蒸気を含むことが出来ますので、水蒸気が同じ量だけあっても、気温90℃の方がまだまだ水蒸気を含む余裕が非常に大きいのです。 とても気温が高いので体からは汗がにじみ出ます。(最もこれが目的ですけれど。) 湿度は低いので、汗はどんどん乾きます。汗(液体)が蒸発していくときに周囲の熱を奪います。液体が乾くときに周囲の気温が下がるのは「打ち水」や注射前のアルコール消毒で経験されていると思います。 汗が乾くことで、ほんのごく薄い気温の低い層が出来ます。この層が体を守ってくれるため、サウナでは90℃でも入ることが出来ます。 サウナの中でロッカーキーや乾いた壁を体に当てると空気層を破って直接90℃の物体が当たるため非常に熱く感じます。
お礼
「汗」ですか？ 締め切ろうと思ったところで 新たなるキーワードが・・・ な・・・・なるほど！！！！ 梅雨の時期は汗が乾かず体温が高まり 非常に暑いです。 確かに９０度のサウナはドライサウナで ７０度のサウナはミストサウナというところが 多いです。 蒸発の際、相当量の気化熱を奪うというのは 中学校の頃、習いました。 そういう理由ですか。 なるほど。９０度のサウナに入って椅子が めちゃめちゃ熱いのは空気バリアーが破壊 されるのと、空気より重く熱が伝わりやすい からですか。 以下の理解でよろしいでしょうか？ 結論：「お風呂は水という人を温めやすい物質の中に入る為４５度で火傷してしまう。 サウナは水を薄めた水蒸気の中にいるので９０度でも平気。加えて汗を蒸発させることにより気化熱の反作用で体を守り、その際温度の低い温度の空気の膜を作り体を守る」
補足
あれ？自分でまとめていて わからなくなりました。 すると・・・ どうしてお風呂の中でも 体のそばは熱くない水のバリアーが あるのに４５度で火傷するのですか？ 空気のバリアーと水のバリアーは なにか違うのでしょうか？
- sheda
- ベストアンサー率33% (1/3)
サウナとお風呂では水分子の状態が違います。 サウナでは気体、お風呂では液体です。 気体では水分子は自由に移動できる状態ですが、液体は結晶構造をもたない状態で集まっています。 此処で一つ、部屋の中で湿度２０％の時と７０％の時ではどちらがジメジメするでしょうか。 もちろん７０％の時です。これは部屋の中の水分子の量が２０％の時よりも多く、皮膚１平方cmあたりにぶつかる水分子の量が多いからです。 本題に戻りましょう。 風呂の中は言うならば（実際ですが）湿度１００％です。 サウナはせいぜい４０％ていどです 上の理論から行くと 結論は、皮膚に当たる水分子の量が違うから。です。 サウナでは９０度だとしても気体であるため少ししか感じません。針先が皮膚に当たった時のように。 風呂だと４５度の熱湯をかぶるようなものです ナイフが突き刺さったみたいに。 以上です。 ―――――――――――――――――――― 参考として空気中で湿度１００％を超えると雨が降ります。 知っているかも知れませんが・・・
お礼
水という人を温めやすい物質が 薄まった水蒸気が空気に存在するだけなので サウナは平気なのですね。 よくわかりました。
- hoimi5
- ベストアンサー率16% (2/12)
yasumaru4649さんこんにちは。 私もサウナで暇なので同じ事を考えていました!!! 気体と液体の体感温度の違いですが、 "分子"の密度の違いが関係あるのかな、 と思っています。 "分子"というか、90度を構成するブツの密度。 * 炊飯器の上から出る"蒸気"が 激アツだった事を思うと、 蒸気って、液体に近い気体だからなぁ???と思ったり。 * 湿度が高いとあつく感じるのも 同じかなと思ってます。 手に息 はぁ～ しても 湿っぽいですしね。 * サウナで素早く手振り回しても激アツじゃなかったので。 空気のベールは謎です。。
お礼
分子の密度っていうのは 先ほどの重さの密度と同じように 考えればいいのですね。 なるほど。梅雨の時期に蒸し暑いのは 空気が水分で重く密度が高いから 体が温まって暑いのですね。 わたしも空気のベールの説明はちょっと わかりませんでした。
- inaken11
- ベストアンサー率16% (1013/6245)
体の皮膚の表面に、体温に近い空気の層が出来るから、そこで断熱されて、火傷しないのです。 自分の息を吹きかけると、熱く感じますよね？ それは、空気のベールが吹き飛ばされるからです。
お礼
あれ？それはお風呂でもかき混ぜると 水のベールが吹き飛ばされて熱く感じます。 ちょっと理解できません。
- DIGAMMA
- ベストアンサー率44% (620/1404)
こんにちは、#1さんとの「質問/お礼」拝読しました。例え話をします。 野球では、90km/hの低速球でもデッドボールを受けたら、すごく「痛い」ですが、同じく90km/hを超す暴走トラックに当たったら、致命傷です。 同じ90km/hでも、「痛い」で済む場合と「致命傷」があるのと同様に、 同じ90度でも、「暑い」で済む場合と「致命傷」になる場合があるのです。 両者とも、相手の「重さ」が関係すると考えれば良いと思います。 （正確にいいうと、「重さ」ではなく、「質量」だし、熱の場合は、「何の重さだ？」とかいう話になるので、比熱とか熱伝導率とか別の言葉も必要ですが、感覚的に理解するなら上記で十分では？） 御参考になれば嬉しいです。
お礼
なるほど。 空気は軽くて水は重いから 水の暑さは致命傷なのですね。 よくわかります。
- sego
- ベストアンサー率29% (371/1269)
比熱の問題です温度が高温でも熱を含む量が少ないと９０どでも皮膚に触れると体温で冷やされてしまします。お湯はたった１０度でも皮膚がお湯に温められてしまいます。 １ｋｇあたり５倍ちがいますが。皮膚に接触する量は１ｋｇは水なら僅かですが空気１ｋｇ（Ｎ）なら相当量です １ｋｇあたりの熱を運ぶ能力は 水の比熱＝１．０ｋＪ／ｋｇ 空気の比熱＝０．２４ｋＪ／ｋｇ Ｋ
お礼
すみません。私の理科能力は中学生レベルです。 文章から察するに比熱というのは小学生の頃理科で 習った熱伝導率の差ですか？ 金属の種類によって熱の伝わりやすさがちがうというやつを習いました。
お礼
＞ちなみに例えばその人が４２度くらいまでの風呂に耐えられるとすると、水（お湯）での温度差６度ですからサウナでは少なく見積もって２００度くらい、多く見積もると１６５０度くらいの室温までなら耐えられるということになります（笑）。 おおおー。こ、これは生命の神秘ですね。 確かに、気温200度という状況はありえませんが 理論上は耐えうるのですか。 気温90度が耐えられるのですからそうかもしれません。 ＞もし強制対流、つまり「サウナで誰かが自分に向かってウチワで扇いだ場合」は、上記の境膜伝熱係数がどうなるかというと サウナ＝体VS空気＝固体と空気：20～50 （強制対流の場合） な、なるほど。ウチワでバリヤーを壊すと やはり、空気中でも水中でも一気に熱くなるが その係数がそれぞれ違うのですね。 ＞ヒマだなあオレ。 いえ。いつもいつもとても不思議だったことが よくわかりました。 本当にありがとうございました。