熱力学に関する質問

質問

容器に入れた湯がどのような場合に早く（もしくはおそく）冷めるのか解析せよ、という問題が大学１年で出ているのですが誰か教えてください。

回答No.1

fatbowler · ベストアンサー

熱力学は、温度、体積、圧力、エネルギーといったものを対象にする
学問で、熱の伝わり方は本来分野が違うのですが（伝熱工学とか熱物質
移動論とか言ったりします）、大学１年なので概論ということで一緒に
講義しているんでしょうね。

問題の回答ですが、いろんな要素があると思います。
それぞれに簡単な考察を加えればいいと思います。
思いつくまま挙げるとこんな感じでしょうか。
・湯と容器の間の熱伝達係数
・容器内の熱伝導率
・容器内の構造（空洞を作ったり、そこを真空にすると熱が伝わりにくい。
　魔法瓶の構造の話です。）
・容器と周りの空気の間の熱伝達係数
・湯と空気の間の熱伝達係数（形式的に挙げたけど、これは一定ですね。）
・湯の中の温度勾配（かき回すと温度勾配がなくなる）
・容器の周りの空気の温度勾配
・湯の周りの空気の温度勾配
・気化熱（蓋を閉めれば水蒸気が飽和して蒸発しなくなる、風を当てれば
　乾いた空気が湯と接するのでたくさん蒸発する）

頑張って下さい。