この実験結果は正しいですか？

質問

自由研究の実験結果について。

今回、私は『氷による水温の変化』というテーマで
水200mlに氷を1つ入れ、とけるまでの温度変化と
氷が完全にとけてから5分後の水温を調べました。

（氷を入れたときの水温はすべて28.3℃です。）
プラスチックの使い捨てコップを使い、
コップにアルミホイルやタオルを巻いたりしました。

その実験結果が↓です。
（<巻いたもの>とけるまでにかかった時間・とけたときの水温⇒5分後の水温）

<アルミホイル>3分10秒・21.2℃⇒21.6℃
<サランラップ>3分15秒・21.8℃⇒22.2℃
<タオル>3分45秒・22.1℃⇒22.6℃
<新聞紙>2分55秒・22.8度⇒23.0℃
<何も巻かない>4分0秒・20.9℃⇒21.2℃

この結果は正しいと言えますか?

また、この結果から導き出せる考察はどんなことがありますか?

回答No.7

noname#175206

質問者様で考えることが大事と考えましたが、ちょっと突き放しすぎたかな、と反省して、もう少し。かえって実験結果を「間違い」と追い詰めるようなことを書きましたし。でもまた、最初は追い詰めるような話なんですが(^^;。

　保温材として、アルミホイル、サランラップ、タオル、新聞紙、それぞれ一つだけは実験しました。
　では、二つ組み合わせたらどうなのか、ということも考えてみましょう。

　今は夏ですが、冬の寒い時の衣料を考えてみましょう。風を遮るだけのウインドブレーカーだけでも、冷たい風に対しては有効です。
　風のない寒い室内なら、毛布は暖かく身を守ってくれます。

　ダウンジャケットは、この二つを組み合わせたような感じですね。表面素材は風を通しにくく、その後ろには羽毛です。では、羽毛自体は暖かくできるのか。

　発泡スチロールがありますね。衝撃に対して強く、しかも衝撃の力を和らげるため、段ボール箱の中に製品を守る梱包材としてよく使われます。
　でも別の使い方もあります。漁港などで、発泡スチロールの箱に氷を入れて、そして鮮魚を入れています。釣りをする人が、釣った魚を入れるために大きな箱を抱えていたりします。それは発泡スチロールむき出しではないですが、要は保温性が高いです。でも、釣り師の人に聞くと、漁港で使われている発泡スチロールの箱が一番保温性が高いそうです（つまり、一番長時間、魚を冷やし続けられる）。

　発泡スチロールは風を通しません。風を遮る点では保温効果はある。でも、なぜわざわざ「発泡」、つまり空気を元のプラスティック素材に大量に混ぜ込むのでしょうか。
　ここで、先に述べた羽毛と一致する点があることに気が付きます。つまり、空気です。羽毛自体とかプラスティック自体とか、そういうことではなく、空気が保温しているのではないか、と思い至ります。さらに考えると、空気は熱を伝えにくいのではないか。

　実験結果を上手に説明する方向ではなく、さらに実験結果を間違いだと追い詰めるようなことを書きました。安易な結論に逃げて欲しくないからです。

　しかし、それではあまりに不親切です。もう一つの方向を示唆しておきます。

　パソコンの中を見ると、CPUというものに放熱板が付いています。CPUは小さい癖に凄く電力を消費します。使った電力は熱になり、CPUを熱く熱くします（触れないくらいに）。でも、そのくせCPUは熱に弱いのです。あまりに熱くなると壊れてしまします。
　そこで冷やす工夫が必要になります。CPUに風を当てるだけでは追いつきません。そこで、熱を伝えやすい金属を使います。いっぱい棒や壁が垂直に立っている金属をCPUに密着させます。そこに風を当てます（扇風機みたいなものが付いています）。
　これは何をしているのかと言うと、その金属でCPUの熱を奪うのですが、そこから熱を逃がす必要があります。熱を逃がすには、熱を逃がすための金属の表面積が多ければ多いほどいいのです。もし、ここが分かりにくければ、補足で言ってください。追加で説明を考えてみます。

　以上がヒントです。特にタオルや新聞紙については、気が付くところがないでしょうか。これらは繊維が重なり合うようにできています。その繊維まで考えると、実質の面積は大きくなりますね。