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鉄の温度はどうして室温度より低いか

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お礼率 40% (39/97)

物置に厚み50mmで50Kgの鉄板と10Kgの木材がある。物置は一晩中カギがかけてあり風も入らぬ静かな状態であった。
あさ接触電気温度計で温度測定をしたところ、物置の室温は12.7℃、鉄板は11.4℃、木材は13℃。これは理解しにくい。熱力学の法則では、温度の高い所から低い所に熱が伝わり、最終的にはみな同じ温度になる。どうして物体は室温と温度が違うのか?
熱伝導率、熱伝達率、熱放射率等使い理論的に違いの理由を説明して頂きたい。

回答 (全7件)

  • 回答No.7

ベストアンサー率 32% (2567/7899)

他カテゴリのカテゴリマスター
時差があるから。
一日の気温は常に変化しています。
屋外では 太陽光線は まず地面を温めます。
地面からの輻射熱で空気が温められます。
空気は温められると対流を起こして熱を拡散していきます。
物置の鉄板は その対流してきた空気によって温められます。
(もっと正確に言うと 外壁が温められて 外壁が中の空気を温める)
だから時間差で空気より少し低いのです。

しかし これでは 木材のほうが説明ができません。

測定した時間は 何時でしょうか。
  • 回答No.6

ベストアンサー率 16% (129/759)

日本語が不中な方なのかしら
>>「熱放射」の現象から

空気の対流しない暗所の場合
熱伝導
移流(対流)
はしないです

空気が断熱材になっているため

この点は木も鉄も同じです

木には水管という管がありそこには空気が入ってます
木自体が断熱効果を保持している
木の方の温度が高いのは測定時前の気温が高かったなどし 断熱効果で保持していたのか誤差範囲だと思います

鉄の場合空気を含まないので断熱効果はありません
熱を帯びている場合 暗所に向かって熱放射(輻射熱)をします
そのため気温より冷えます

先に挙げた冷蔵庫は断熱をし 蓄熱材として水を使い 夜間 宇宙空間に向かって 熱放射 して 冷やしてます

木も同様に熱放射をしますが 管の中にある空気が断熱材として働き 冷えないのです

木の細胞構造
http://www.lifescience.it-chiba.ac.jp/watanabe/research.html

真ん中の写真
  • 回答No.5

ベストアンサー率 16% (129/759)

熱伝導
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BC%9D%E7%86%B1
熱伝導
熱伝達
熱放射
になります

空気が動かなければ空気をつかった
熱伝導・熱伝達なほぼないです

木材は空気を含みますのでほぼ室温と同じになります
ただ空気が動いてないので伝導には時差が生じます

杏書だったと思うので
鉄は輻射によって冷えます

非電化冷蔵庫
http://www.hidenka.net/hidenkaseihin/frig/frig.htm#%E9%9D%9E%E9%9B%BB%E5%8C%96%E5%86%B7%E8%94%B5%E5%BA%AB%E3%81%AE%E6%A7%8B%E9%80%A0%E3%81%A8%E5%8E%9F%E7%90%86

夏場でも7-8度まで行きます
補足コメント
MAHIMA

お礼率 40% (39/97)

私は熱力学を学んでおります。法則を思うに「熱放射」の現象から説明が必要では、と思っております。このロジカルな解説が欲しい、と願っております。
投稿日時 - 2019-03-27 19:55:28
  • 回答No.4

ベストアンサー率 31% (613/1935)

他カテゴリのカテゴリマスター
>物置の室温は12.7℃、鉄板は11.4℃、木材は13℃。

物置の室温は、床面からどの高さで測ったのでしょうか?
当然、上部より下部の方が温度は低いと思います。
鉄板は、どの位置にあったのでしょうか?
また、日中の日当たりは、どうだったのでしょうか?
それらの条件から、木材は、保温力が高いため、温度が高いことが
想像できます。
鉄板は、床面に直に置いてあれば、放熱します。

故に、各温度分布から、鉄板は、床面に直置き、木材は立てかけてあった
のではないかと思いますが、これも、温度を測定した場所で変わっている
可能性があります。

>熱伝導率、熱伝達率、熱放射率等使い理論的に違いの理由を説明して頂きたい。
上記のように、詳細な置き場所、測定時間、日中の環境、物置の保温性など
で変わってきます。
また、物置に入った瞬間から表面温度は急激に変化します。

尚、熱伝導率、熱伝達率、熱放射率については、検索すれば分かるでしょう。
補足コメント
MAHIMA

お礼率 40% (39/97)

鉄板は床から1mの箇所。そこが室温12.7℃。床上10cmの箇所が11.5℃。木材は床の上においてある。
私は熱力学を学んでおります。法則を思うに「熱放射」の現象から説明が必要では、と思っております。このロジカルな解説が欲しい、と願っております。
投稿日時 - 2019-03-27 19:58:24
  • 回答No.3

ベストアンサー率 52% (58/111)

>>接触電気温度計で温度測定をしたところ
接触式との事で、鉄板と木材はそれぞれ対象物に直接接触させたでしょうが、物置の室温はどのように測定しましたか?
また鉄板は何の上に安置していましたか? その接触物は何度でしたか?
木材50Kgとなるとかなりの体積ですが、温度はどの地点で測定しましたか? 複数点で均一でしたか?

まあ上の問いが答えのようなものですが、熱均衡は別に室温=空気とだけ発生するわけではありません。
物置という事で、おそらく棚か床に直置きか、少なくとも断熱された上に安置したわけではないでしょう。
木材に比べ鉄材は熱伝導率が高いので、床や棚に熱が移動しやすくなります。対して木材は、普通に考えれば積み上げた上段部を測定しているでしょうから、床や棚に熱が逃げにくく、室温と近くなります。

ちなみに室温と木材の温度差については、固体と気体の差が影響しているのではないかと思います。
この辺りはご使用の測定機の原理と製品としての想定対象にもよりますが、個人的な経験では、この辺りの差で1度以下での誤差はありえる範囲かと。
補足コメント
MAHIMA

お礼率 40% (39/97)

私は熱力学を学んでおります。法則を思うに「熱放射」の現象から説明が必要では、と思っております。このロジカルな解説が欲しい、と願っております。
投稿日時 - 2019-03-27 19:59:14
  • 回答No.2

ベストアンサー率 39% (47/119)

床(できれば床下)の温度を測ってみましょう。

床の温度は地熱に影響され、冬場はかなり低いと予想されます。伝熱のいい鉄などの金属は地熱に近い温度に、伝熱の悪い木材などは気温に近い温度になるはずです。

故に、温度のあがりにくい床下と、室温との温度差がある場合、鉄と木材とで温度差を生じることは説明できます。
補足コメント
MAHIMA

お礼率 40% (39/97)

私は熱力学を学んでおります。法則を思うに「熱放射」の現象から説明が必要では、と思っております。このロジカルな解説が欲しい、と願っております。
投稿日時 - 2019-03-27 19:59:57
  • 回答No.1

ベストアンサー率 27% (3859/13796)

他カテゴリのカテゴリマスター
補足コメント
MAHIMA

お礼率 40% (39/97)

私は熱力学を学んでおります。法則を思うに「熱放射」の現象から説明が必要では、と思っております。このロジカルな解説が欲しい、と願っております。
投稿日時 - 2019-03-27 20:01:00
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