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気化熱利用の実験

家庭教師あすなろの夏男『リョウスケ』の中学生向け調べる自由研究の気化熱について!

身近な気化熱

帽子を被っていると、中が熱くなって頭皮に汗をかいていきますね。
その帽子をかぶった状態でうちわであおいでみるのと、その次に帽子をとってみて、うちわであおいでみるのとでは、帽子をとった状態の方が涼しく感じます。 これは、汗が蒸発する際に気化熱となって、頭皮の熱をうばっていくので涼しくなるのです。

気化熱とは

液体が気化する時に外部から吸収する熱量。吸収された熱が温度上昇に使われないで、気化のためのエネルギーとして使われる.

1グラムの液体を、同温度の気体にするのに必要な熱量は、セ氏100度の水の場合、539.8カロリーに等しいとされる。

実験してみましょう

実験1
  • 温度計で、気温を測る
  • 温度計を1分間うちわであおいで測る
  • 温度計を水につけたあと、1分間うちわであおいで測る

実験の結果(7月・屋内)
(1)25.9℃
(2)25.3℃
(3)22.3℃でした。
(3)は気化熱によって、温度計のまわりの温度が下げられたわけですね。

では、水の代わりに、制汗剤ではどうでしょうか。
※制汗剤の中には、エタノールやメントールが入っているものもあり、水よりも気化スピードが早い。

実験2

制汗剤につけたあと、温度計を1分間うちわであおいで測る。

制汗剤につけてあおいだとたん、水よりも早いスピードで温度がさがりはじめ、実験の結果は20.5℃でした。
蒸発のスピードが速いエタノールやメントールが入っているため、その分熱の吸収も大きいのです。 なので、スッと涼しく感じるのですね。

エコな涼しさ!気化熱利用グッズ

  • 霧吹きの先端に、手動でまわる扇風機がついているもの。
  • 保水性の高いタオルや素材を濡らして、首やひたいにまくタイプのもの。
  • そのほか、まだまだたくさん。気化熱の原理を利用している製品。探してみてね。

公共的にも、気化熱利用

玄関に打ち水をすると、ひんやりして気持ちいいなんて経験ありませんか?打ち水は古来から涼をとる方法として、日本でも生活の中で行われてきました。そんな昔から、気化熱利用はされてきたんですね。

最近では道路工事において『アスファルトの保水性舗装』などが、注目されています。普通の舗装面よりも粒度が粗く、雨天時に雨水がしみこみやすい構造であったり、保水性の高い材料を敷き水分を蓄えておくことで、晴天時に気化熱がおこるしくみで、ヒートアイランド現象の緩和が大きく期待されています。

他にはどんな気化熱利用があるでしょうか。
調べたり、実際につくってみたり、アイディアを広げて行って下さいね。
以上、家庭教師のあすなろ一の夏男『リョウスケ』でした!


夏休みの自由研究

提出物が苦手・ちゃんとできない中学生必見!!