「なぜ38度の日は暑いのに38度の風呂は熱くないの?」中学生の自由研究に絶賛 試行錯誤の末に結論を導く

生活/雑学系2chスレ 14


【熱伝導】「なぜ38度の日は暑いのに38度の風呂は熱くないの?」中学生の自由研究に絶賛 試行錯誤の末に結論を導く

全国の小中学生を対象とした理科自由研究コンクール「自然科学観察コンクール」で2002年に文部科学大臣奨励賞を受賞した「38℃の日は暑いのに38℃の風呂に入ると熱くないのはなぜか」が話題を呼んでいます。

2002年に発表された自由研究ですが、SNSで拡散されたことをきっかけに注目を集めたようです。「外部の温度と、皮膚温との差が大きいほど熱さ(暑さ)を感じる」にたどり着くまでの過程が見事。

あまりにも熱くて汗が出たある日、シャワーを浴びて「お湯の温度は38度なのになぜ熱いと感じないのか」と疑問に思ったところから研究が始まりました。

そこで、「風呂の場合は頭が38度のお湯の中に入っていない」「風呂の場合は服を脱ぐが、気温の場合は着ている」「水の熱伝導率は空気と比べ25倍ほど大きい」「風呂は入ってる時間が3分から10くらいだが、気温は数時間に及ぶ」など、風呂と気温の違いをあげ、検証が始まります。

お風呂の場合は頭だけお湯につからない状態になるため、最初はシュノーケルを付けて頭も含めた体全体が38度のお湯につかる状態にしたり、頭を入れた箱にドライヤーで熱風を送り38度にしてみますが、いずれも体全体が暑い(熱い)とは感じられません。

服を着たときと着ていないときの違いや、長時間お風呂に入った際の検証も行いますが、結論にたどり着くことはできませんでした。

研究を続ける中でインターネットで情報を集めていたところ、名古屋大学の環境医学研究所の岩瀬先生と話す機会を得ます。

そこで聞いた「暑さを感じるのは深部温と皮膚温の違いからではないか」との話をもとに、「深部温と皮膚温の違いが暑さを感じる理由」と仮説を立て再度この視点から検証を行うことに。

すると、38度のお風呂に入ると皮膚温はすぐ38度に近くなることが分かり、一方で38度の部屋に入ったときは一度皮膚温が高くなるものの、汗によって34度近くまで下がることが判明します。

仮説が正しいと証明されたかに思えましたが、皮膚温と深部温の違いが暑さを感じる要因だとすると、皮膚温が下がるはずの冬に寒く感じるのは説明がつかないと考え、もう一度始めから考え直すことに。

そして立てた仮説は「外部の温度と、皮膚温との差が大きいほど熱さ(暑さ)を感じる」というもの。

38度の気温では汗の気化熱で皮膚温が下がりはじめ、34度から35度で皮膚温が安定しますが、38度の風呂の場合は入ってすぐに皮膚温が38度になるため、実際の感覚にも仮説にも一致します。

また、41度のお風呂や、22度の冷房が効いた部屋でも実験し、「皮膚温と外部の温度の差で暑さ・寒さを感じるから」という結論を出すのでした。

身近なテーマをもとに実験を重ね、結論を導き出す姿には「自然科学の原点」「仮説検証のサイクルがきちんとできている」と絶賛する声が多数あがっています。

自由研究の画像


お風呂と気温の違い


シュノーケルを使って潜ってみる


ついに結論にたどり着く


■関連URL
自然科学観察コンクールのサイト
https://www.shizecon.net/award/detail.html?id=15

http://nlab.itmedia.co.jp/nl/articles/1807/16/news018.html

以下、2chの反応

3: 2018/07/16(月) 19:26:31.37

ネットで情報集めるってのが今風だな

2: 2018/07/16(月) 19:25:46.84

熱伝導率

12: 2018/07/16(月) 19:40:00.78

>>2
それだな~
空気は水よりも断熱性が高いから 放熱を邪魔して体温を上げてしまうんじゃね。

205: 2018/07/17(火) 14:32:46.50

>>12
お前ら中学生よりずっと劣るな

38℃は体温より高い。
熱は環境から体に伝導する。

お前らの理屈なら熱伝導率の高い38℃湯のほうが暑く感じるはずだわ

4: 2018/07/16(月) 19:27:03.19

加熱される時間の差だろ
クーラーの効いた部屋にいて38度の屋外に出たときはしばらく耐えられるだろ おそらく耐えられる時間と風呂に入ってる時間が等しいかもしれない
と適当な事を考えてみる

7: 2018/07/16(月) 19:33:51.10

気化熱が原因
知らんけど

10: 2018/07/16(月) 19:35:57.51

暑いと熱いを比べるのが間違ってる

155: 2018/07/17(火) 08:09:13.16

>>10
文系乙

13: 2018/07/16(月) 19:40:43.25

ヒント サウナ

14: 2018/07/16(月) 19:43:55.42

うーんおもに呼吸で暑さを感じてるとかは? 試しに息止めてみたらだんだんと冷たくなって……

16: 2018/07/16(月) 19:49:33.42

で、今室温34℃なんだけど、体温よりは低いわけだが暑いw

ちなみに、風呂温度は39℃だったが、ぬるかったw

19: 2018/07/16(月) 19:54:21.85

高度な話はわからない
ようするに皮膚温を高くすれば暑くなくなるということでいいのか?

21: 2018/07/16(月) 19:56:47.99

80度のサウナと80度の熱湯はどちらが(体感的に)熱いか? 間違いなく熱湯のほうだよね^^

153: 2018/07/17(火) 08:00:00.93

>>21 だよな コレを熱伝導率で説明できんの?

26: 2018/07/16(月) 20:04:19.93

>>21
暑いというのは熱いんじゃなくて不快なんだと思う

22: 2018/07/16(月) 19:59:14.27

じゃ体温の高い人の方が暑くないの?
自分体温高めで超暑がりの超汗っかきだけど

239: 2018/07/17(火) 23:34:41.72

>>22
発熱した時に寒けを感じるだろう。

24: 2018/07/16(月) 20:01:44.81

>>1
この文章から言えるのは熱伝導率よりも 実証して違いの判断できるまでの熱変動と時間の比較ではないの?

実証して肝心の部分のない記事なんて必要ない

27: 2018/07/16(月) 20:04:46.59

>皮膚温と外部の温度の差で暑さ・寒さを感じる

他の人も書いてるけど、これだと30℃の外気で暑く感じる説明つかないんじゃねーの?

129: 2018/07/17(火) 01:46:28.45

>>27
30℃の外気で暑く感じないとはいっていない 0℃より10℃、さらに20℃の方が高温だと感じる そういう検知回路は別にあり、なんで38℃だと死にそうに暑いか、「避難しろー」警報が体から出るくらいなのか、ということだろ

28: 2018/07/16(月) 20:04:47.29

90度のサウナではやけどしないけど、どうして90度のお湯に入るとやけどするの?

131: 2018/07/17(火) 02:08:37.01

>>28 気化熱じゃないの?

41: 2018/07/16(月) 20:35:29.00

頭が冷えてるかどうか
学研マンガ「できるできないのひみつ」で見た

132: 2018/07/17(火) 02:26:40.06

>>41
頭が浸かってないからってのはあるかも これを検証するには 頭だけ冷気の入ったカプセルをかぶって 風呂と部屋を両方38℃にして比べてみるといいんだが

31: 2018/07/16(月) 20:13:37.60

ここまで誰も本文読んでないのな

97: 2018/07/16(月) 23:34:18.79

お前らちゃんと読んでから書き込め

45: 2018/07/16(月) 20:46:31.79

自分は子供の頃、熱いと暑いの日本語の違いだろw って思ってたな

それから、風呂だと汗をかいてもすぐお湯で流れる(顔の汗でもお湯で洗える)けど 気温の暑さだと流れっ放しだから不快な暑さに感じるのかな?とか

で、実際には皮膚の温度と周辺の温度ってネタになるんだな そして温度勾配がどうのとかの話にもつながる

だが38℃の風呂に長時間入ると、もろに38℃の熱が全身に伝わって来るので 具合が悪いくらいに体が温まってしまう

反対に、30℃近いプールに入っているのに長時間経つと唇が青紫になって来たりする 水は比熱が大きいからその体温への影響が大きい

51: 2018/07/16(月) 21:00:13.94

違うよ
湿度との関係だよ不快指数が高いとより暑苦しく感じる

77: 2018/07/16(月) 22:19:49.41

>>51
そうすると風呂が温く感じる理由を説明出来ないな

114: 2018/07/17(火) 00:17:29.29

この論理だと湿度が高いほど涼しくなってしまうね

71: 2018/07/16(月) 22:09:56.42

つまり、真夏日に外に出たら「ぬるい湯加減だな!」と言えば暑く感じないんだな。

74: 2018/07/16(月) 22:14:38.39

サウナの後の水風呂も最初冷たいけどしばらくすると慣れてくる、みたいな。

144: 2018/07/17(火) 06:45:22.19

つまり、猛暑の日は、長袖、長ズボンでいれば、体と気温の差が少なく暑く感じないということか。

92: 2018/07/16(月) 23:20:21.71

次は昼間の25度は暑くないのに熱帯夜の25度は暑くて寝られないのも調べて

149: 2018/07/17(火) 07:36:31.25

>>92
寝てる時は深部体温が下がるので、深部体温と表皮で感じる気温の差は日中より 就寝中の方が高い。だからより暑く感じるのかな?

111: 2018/07/17(火) 00:12:57.28

俺も子供のころ、水温20度は冷たいのに、気温20度が心地いいのはなぜか不思議だったな

115: 2018/07/17(火) 00:24:11.23

この説明なら外気温34℃なら皮膚温度より低いから冷たく感じるはずなんだが 実際はめっちゃ暑いのは何でだろ

116: 2018/07/17(火) 00:28:14.32

>>115
全裸で日陰ならそれほど熱くないんじゃね?

180: 2018/07/17(火) 11:07:09.65

至極単純な理由なんだけど
日陰38℃<日向38℃
微風38℃<無風38℃
外気38℃<水温38℃
単に右側のほうが皮膚温度(体温)は低い

102: 2018/07/16(月) 23:51:37.05

気温38℃のときは発汗により気化熱が奪われるため、皮膚の温度が 下がっていく。その結果、外部の気温と皮膚温の差が大きくなり、暑く感じてしまう。

38℃の風呂に入ったときは、湯の熱伝導率が高いことや、水中では発汗による皮膚温低下がないことにより、すぐに皮膚温は38℃になる。これにより、皮膚温と外部の湯温との差がなくなり、熱さを感じなくなる

38℃の日は暑いのに38℃の風呂に入ると熱くないのはなぜか

(中学校の部 文部科学大臣奨励賞) | 入賞作品(自由研究) | 自然科学観察コンクール(シゼコン) ttps://www.shizecon.net/award/detail.html?id=15

なるほどわからん

169: 2018/07/17(火) 10:16:18.64

同じ気温でも
汗かきの人は周囲の人よりも体感温度が高く 汗をかかない人は汗かきの人より体感温度が低いと思う。

その差は皮膚に流れる汗の感覚(触感)の強弱によって 生まれるのじゃないかなと、あたしはそう思います。

風呂に入っているのと、そうでないのとで生じる体感温度 の差はお湯に浸かっている部分に汗が流れる感覚が 無いということで説明がつくと思います。

53: 2018/07/16(月) 21:09:25.84

>>1
面白い内容
この結果から身体深部の温度が異常をきたしたとき体感温度で危険を察知できないことが想定される

つまり熱中症にかかると暑く感じなくなる、低体温症になると寒く感じなくなる。 こういった事態が想定される そしてそういった実例は多いのではないかな?

熱中症や低体温症を防ぐには体感温度に頼ってはならない これは今後、熱中症や低体温症を防ぐにあたり重要な指針となる 低体温症はともかく熱中症は身近な危機有効に活用すべき知見

ま、その前に検証だが

105: 2018/07/16(月) 23:55:34.51

絶賛されてるかと思ったら、ドヤってる人ばかりで驚いた 研究テーマと結論が俗的なものではあるけど、大事なのは仮説検証のサイクルでしょ

一度深部体温と、皮膚体温の差が感覚の違いだと仮説を立てて、例外からその仮説を一度否定して、また新しい仮説を立てたところがスゴい

普通の子なら仮説を立てて、仮説が成り立つデータを集めて、はい証明終了、で終わってるよ

106: 2018/07/16(月) 23:56:58.87

科学は仮説立ててそれを証明そして論破の 歴史だからな

173: 2018/07/17(火) 10:45:46.32

こう言う試行錯誤する姿勢は良いね。

一旦答えが出ても、新たな疑問点を更に追求するところが中々に素敵。小中学生でこれなら、周囲の大人が間違わなければ良い研究者になるんじゃないかな。

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この2chスレまとめへの反応

  1. 名無しさん ID:85eb46677

    ここ数日重度熱中症になる人が多いので
    外や屋内でクーラーなしで働く人は死ぬかもしれないんで休憩と経口補水液を飲んでください
    気がつかないうちに体温が上がるので、時間ごとに体温を測り、一定以上上がればクーラー部屋にGO

    0
  2. 名無しさん ID:2a6d53434

    まあやはり検証したところに価値がある
    思考こねくり回しただけよりも広がりがある

    0
  3. 名無しさん ID:14e3374d5

    仮説を立てて一つ一つ検証していくという手順は素晴らしい
    けど結論が間違ってるのが残念

    0
  4. 名無しさん ID:301f21bde

    スレ読んでるとホントに人間って人の話聞いてないってわかる。
    なんで本文に結論書いてんのになんでまた結論を議論するかな?
    しかもちんぷんかんぷんな事ばっか言ってるし。

    0
  5. 名無しさん ID:311f61070

    なぜ熱く感じるか?
    気温だけじゃなく、湿度も考えような

    0
  6. ばとめんばー ID:e1ec14c38

    深部温度の測定が出来ないことが、彼の研究の枷になったかな。
    >>53の見解も面白かった。

    0
  7. 名無しさん ID:b31b58d5a

    外部と表皮、深部の温度差がないと感知できないのか、おもしろい
    もっと大量の数値データが得られれば、熱中症の予防や治療に限らずいろいろと応用が効きそう

    0
  8. 名無しさん ID:dfcdbeed2

    まず体のどこがどうなると暑さを感じるかを調べるべきでないか

    0
  9. 名無しさん ID:7fdeb2280

    これ書いた時点で大半の日本の大学生より頭良いな

    0
  10. 名無しさん ID:578121030

    38°のお湯は熱いだろが。

    0
  11. 名無しさん ID:3a7b16e87

    温度計を置いた場所、または温度計そのものが38度なだけで
    実際に自分がいる場所が38度とは限らない
    と言うか俺には違いが分からん

    0
  12. 名無しさん ID:2548de803

    例えば外気42℃とお湯42℃なら
    確実にどちらも熱いままだが、何故、検証しないのか?
    と思った
    そもそも38℃がそこらの閾値で、39℃になると微妙な話になる
    などの理由で、この温度でまとめたのでは?
    と邪推したくなる

    0
  13. 名無しさん ID:672bcbd9d

    人と違った事するガキ
    それを褒めるオレカッケー

    テストで曲解するガキ
    それに丸をつける教師(モンペの影響があるだろうけど)
    それを見て称賛するオレカッケー

    …やかましいわっ!家でやれ!

    0
  14. 名無しさん ID:1f0658c8a

    人の感覚なんて主観的なものだから。体温近くの温度を比べるのは難しかろう。

    0

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