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氷の容器で密閉すると、液体に熱は伝わる？
昨日の質問「ガソリンと氷を一緒にすると氷は早く解けるか？」から引き続いて、更に質問させて下さい。 メロン程の大きさの氷の中心部に冷やした液状のガソリン（-10～20℃）300ml程を入れて密閉し、５℃程の所に放置したとすると、氷が解け出すのは熱伝導率の高い液体がある内側からになるんでしょうか…（外気温が氷の中の液体に伝わるということはあるんでしょうか？）また、上記環境下で氷が解けきるにはどのくらいの時間が掛かるものなのでしょうか。 どうぞ御教授お願い致します。
- hellbeyond
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質問者が選んだベストアンサー
伝熱と融解を別々に考えれば理解できます 0℃で氷が溶けてしまうので 氷の溶けない0℃以下で考えるのがよろしいでしょう 氷+ガソリンが-２℃程度で、周りが-20℃であれば、十分時間をかければガソリンの温度は-20℃にきわめて近い温度になります 逆に、氷+ガソリンが-20℃で周りの温度が-2℃でも同様です 氷が溶けるのに要する時間は、質問に書いてあることだけでは求まりません 科学的な考え方を身につけるよう努力してください
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- tarou000
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あと、圧力をかけると、氷って解けるので、床に面したところについては、そこら辺も考えたほうがいいのかなあ？
- tarou000
- ベストアンサー率20% (1/5)
普通に、 直径２０ｃｍ、 ０℃の氷は ５℃の湿度１００％の大気下で何分で解けますか？ 大気は、十分な量があり温度変化しないものとし、風はないものとする。 という問題でも難しいよ。 まず、表面積が時間とともに減る。 氷は球体なので場所によって水の膜の厚さに違いがでそう。 そうすると場所によって熱伝達率が変わりそうだ。 解ける速さに違いがでてくるだろう。 上の方が早く解けて下のほうはゆっくり解けるとか。 氷の下の方も面積が広がっていくだろうけど、その場合、接した床の比熱も関係しそうだ。 計算で溶けきる時間を出すのは難しいねえ。
内部の熱伝導率はあまり関係有りません。 内部に色が付いていて光を吸収するようですと内部からもかなり溶けます。 内部に色が付いている場合も外部の温度は氷の外から溶ける温度にのみ関係するでしょう。
- marumets
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中に入れるガソリンの温度が０℃以下ならば、氷は内側からは溶けないでしょう。（ガソリンは水に溶けないので凝固点効果もない） ０℃より高ければ、中のガソリンが０℃になるまで内側から溶けるでしょう。 また、外気温が０℃より高いのでいずれの場合も外側からも溶けますね。 外気温が氷の中の液体に伝わるか？ という質問ですが、輻射を考慮しなければ、氷の融点以上の場合は伝わらず、融点未満の場合には伝わるでしょう。
お礼
丁寧な御回答ありがとうございます！ 初心者にも解りやすくご解説頂き感謝です！ 引き続き研究してみます。
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重ね重ね御回答有り難うございます！ 条件を揃えた質問をするよう心掛けます。 これからもどうぞ宜しくお願い致します！