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解決済みの質問

金属と氷、冷たいのは

同じ大きさの氷と、金属を冷凍(氷と同条件で保冷)したものを用意した時、冷たさを持続できるのはどちらでしょうか?

小学生でもわかる簡単な表現でお願いします!

投稿日時 - 2015-09-11 14:48:32

QNo.9045892

暇なときに回答ください

質問者が選んだベストアンサー

圧倒的に水です。
氷の水が液体の水になるには莫大な熱が必要で、この熱は同じ重さの鉄を0℃から1℃に温度を上げるために必要な熱の760倍です。
魚を冷やすために漁船は氷を積んでいます。
http://www.con-pro.net/readings/water/doc0009.html

投稿日時 - 2015-09-12 08:25:32

お礼

ご回答ありがとうございます。
漁船が氷を積むのは、金属だと魚がくっつくからという別の理由があるからとも思いますが(笑)
氷の力が760倍、金属の重量8倍であれば、氷の冷やす力が10倍程度ということでしょうか。
こりゃ確かに圧勝ですね。
10分の1では、金属を使うだけ無駄になってしまいますね。
ありがとうございました!

投稿日時 - 2015-10-02 18:31:38

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回答(4)

 同じ大きさ、つまり同じ体積ということでよろしいでしょうか。

 氷と鉄で考えてみますが、条件が2通りになります。

1.冷やすべき温度が零度以下、つまり氷が融けない温度の場合

 氷が固体の場合です。固体では、温まりにくさを示す指標として比熱というものがあります。1kg当たりなど、同じ質量での比較である点が要注意です。

 比熱の比は、氷は鉄の5倍ほどあります。つまり、氷は同じ重さの鉄より5倍、温まりにくい。しかし、今は同じ体積で考えています。同じ体積なら氷より鉄のほうが重いですね。数字で言えば、約8倍です。

 比熱と重さを考慮すると、氷の温まりにくさは鉄に比べて、5/8倍=0.63倍=63%ということです。

 4割くらい、鉄のほうが冷やし続ける力が大きいということになります。


2.冷やす温度が零度、つまり氷と水が共存できる場合

 この場合の氷の冷やす力は、氷が水になるための熱(融解熱、潜熱)が鍵になります。鉄は固体のままですから、上記の1の通りです。鉄なら、どんどん温まって行きます。氷なら、溶けきって全部水になるまでは零度です。

 氷の融解熱による冷やし続ける力は、鉄の比熱×重量で表される温まりにくさによる冷やす力を上回ります。零度に保ちたいなら氷です。飲み物を冷やすのに氷が用いられるのも、融解熱を利用して冷やし続けるためなのです。

投稿日時 - 2015-09-11 16:17:12

お礼

体積の方を同じで考えていました。
このお話だと、金属が上回るのですね。
でも結果では氷…?

う~ん、よくわからなかったですが興味深いです。

投稿日時 - 2015-10-02 18:28:37

ANo.2

同じ温度に冷えたものの冷たさを維持するのは熱容量の大きさで概ね決まります。
熱容量は比熱×質量で決まるのですが、

小学生向けに説明するのであれば
暖まり易いものは冷めやすい、冷やし易い
暖まりにくいものは冷めにくい、冷やし難いということで
1.それぞれ物によって暖まり易いもの、暖まり難いものがある。
2.氷と金属なら、金属の方が暖まり易い(熱が伝わり易いのとは別の話です。)
だから、冷たくても簡単に暖まってしまい、早く冷たくなくなる
ということになります。

http://www.ohm.jp/download/technical/tech_05.pdf

投稿日時 - 2015-09-11 15:47:14

お礼

ありがとうございました!
皆さんいいご解説を頂きましたのでベストアンサーに迷ってしまいます。

投稿日時 - 2015-10-02 18:25:26

ANo.1

何の物質でも、熱の伝わる速さ、
熱伝導率というのが決まっています。

氷と金属だと、熱伝導率の高さは

氷<金属

なので、同じ熱を持っているという条件だと、
金属の方が先に熱を発散していきます。
つまり、氷のほうが冷たさを持続できます。

投稿日時 - 2015-09-11 15:05:50

お礼

ありがとうございました!
わかりやすくて助かりました(^-^)

投稿日時 - 2015-10-02 18:24:29

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