熱い飲み物を氷で冷やすときの温度の下がり方について

質問

熱い液体（コーヒーでも紅茶でもお湯など）を氷で冷やすときの
熱の下がり方についての質問です。

コップAとBに同じ量で同じ温度のお湯が入っているとします。
AとBに同じ量の氷を入れます。

そして、

(1)Aはスプーンでかき混ぜて氷を溶かします。

(2)Bは混ぜずに自然に溶けるのを待ちます。完全に溶けたらかき混ぜます。

ここで、

(2)が終了した時点でのAとBのお湯の温度に違いは出ますか？

わかりにくい質問だとは思いますが回答お願いします。

回答No.2

Ichitsubo · ベストアンサー

>(1)の氷が溶けてから、(2)の氷が溶けるのを待って
A,Bの温度を測った場合は、(1)も空気などによって温度を下げられているからAもBも同じ温度になるということで合ってますでしょうか？

おそらくそれでも(2)のほうがやや温度が低くなるでしょう。
蒸発は温度が高い方が盛んでしょうし、また周囲との温度差が大きい方が、時間あたりの冷め方(暖まり方)が速いですから。

ただ、そこまでの差が測定できるのか、というと別問題ですね。
それにコップに入れる液体の質量、氷の質量によっても変わってきます。液体に比べ氷が少なければほとんど差はないでしょうし、氷の形状にも寄りますよね。シャーベットみたいに細かい氷を入れるのと、ロックアイスを入れるのとでは。

お礼

人がその温度差を感じられるかというとあやしいとこなんですね。
まあそれも、液体の量、氷の量によって変わってきてしまうんでしょうけど。

ありがとうございます！
すっきりしました。

回答No.1

Ichitsubo

熱は下がりません。下がるのは温度です。
熱と温度は全く別物です（簡単に言うと熱は温度の素）。

外と一切の熱のやりとりがないとした仮想モデル
(＝コップの中だけで熱のやりとりがあるとした場合)では、
(1),(2)で温度に一切の違いはありません。

現実問題は、ごくごくごくごくごくわずかに差が出るでしょう。
(1)はあっという間に温度が下がりますが、(2)はしばらく高温状態です。高温のものは氷を入れなくてもすこしずつ冷めていきますから、その分だけわずかな差になるでしょう。
この差は、(1)では冷却にはほとんど氷しか寄与していないが、(2)では氷だけでなく周囲の空気や液体の蒸発も液温の低下に寄与しているためです。

つまり、液体と氷とだけで考えるならば全く一緒。
熱はエネルギーみたいなものです。やりとりする熱の量が同じなら、温度の上昇・低下も全く同じになるのです。(差が出てしまったら無限にエネルギーを取り出せることになってしまう)

補足

回答ありがとうございます！！
熱も温度も同じものとして考えてました。
違うものなんですね。

(1)の氷が溶けた後すぐ測ったときの温度と
(2)の氷が溶けた後すぐ測ったときの温度では
氷以外にも温度を下げる要因があるので、(2)のほうが少しだけ
温度が下がるということですよね？

(1)の氷が溶けてから、(2)の氷が溶けるのを待って
A,Bの温度を測った場合は、(1)も空気などによって温度を下げられているからAもBも同じ温度になるということで合ってますでしょうか？

またしてもわかりにくい文章だとは思いますが、
回答お願いします。