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zoom RSS 銅の鍋の底とステンレス鍋の底。温度はどのぐらい違うの?

<<   作成日時 : 2014/12/16 10:37   >>

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★科学★
問題:ガラスは熱伝導率1だそうです。熱伝導率が低いほうの物質らしい。でも、冷たい飲み物を入れればすぐに露はつきますし、熱いお湯を入れればすぐに持てなくなりますけどね。
■銅は熱伝導率がガラスの398倍だそうです。銅よりも熱伝導率がいい物質は銀(420倍)とダイヤモンド(1000〜2000倍)、カーボンナノチューブ(3000〜5500倍)とのこと。あらゆる物質の中でも、かなり熱の伝わりがいい物質のようです。
■ステンレスは金属にしては熱伝導率が低いですね。ガラスの16.7〜20.9倍ぐらいらしい。そんなに熱伝導率が低いと、銅の鍋に比べて熱が伝わりにくく、ガス代が高くつきそうです。
■さて、ここに同じ大きさ、同じ形の銅鍋とステンレス鍋があるとします。どちらにも20度Cの水500ccを注ぎます。ガスコンロにかけます。同じ炎の大きさにします。炎の温度は1200度Cぐらいまであがりました。もちろん水の温度もどんどん上がっていきます。
■銅鍋の水が75度Cになりました。このとき、銅鍋の底の温度も測っておきます。ステンレス鍋も水の温度が75度Cまで上昇したときの底の温度を測っておきます。では、その結果は次のどれでしょうか?
[い]銅鍋の鍋底は250度C、ステンレス鍋は200度C
[ろ]銅鍋の鍋底は200度C、ステンレス鍋は150度C
[は]銅鍋の鍋底は150度C、ステンレス鍋は125度C
[に]銅鍋の鍋底は100度C、ステンレス鍋も100度C
[ほ]銅鍋の鍋底は75度C、ステンレス鍋も75度C
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:[ほ]銅鍋の鍋底は75度C、ステンレス鍋も75度C
説明:鍋の底は、実は内部の温度とほとんど変わらないそうです。わずかに0.1度Cとか0.2度Cぐらいは鍋の底のほうが温度が高いようですが。
■なぜそんなことが起こるのか。炎はガスが燃えているわけですね。気体の熱容量はたいへん小さいそうです。ガスの炎が冷たい鍋底に触れたとたんに冷えてしまうらしい。底からわずかに離れた炎の中は 1200度Cなのですが。
■鍋の金属板の内と外ではほとんど温度が変わらない。専門家は「温度勾配が少ない」という表現をするらしい。このために、銅鍋だろうがステンレス鍋だろうが、お湯を沸かす効率はほとんど変わらないそうです。道理で、ネットの大手通販を調べると、ステンレスの鍋は銅の鍋よりも多くの商品が販売されています。もし効率に大きな差があるのなら、多少高くても銅鍋のほうが多く使われるはずですよね。
■なお、紙の鍋に水を入れて火に掛けてもちゃんとお湯が沸かせます。あの場合も、「鍋」の内外では温度がほとんど変わらないようです。温度勾配が少ない。で、鍋の底はどんなに熱くなってもせいぜい100度C。燃えたりしないわけですね。
■もし銅鍋とステンレス鍋で実験なさるのでしたら、火傷にご注意あれ。温度の測定には非接触の赤外線放射温度計が使えるとより安全です。大手通販で数千円から販売されているようです。
◆参考*1:HP「熱伝導率 - Wikipedia」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%86%B1%E4%BC%9D%E5%B0%8E%E7%8E%87
◇*2書籍「日常の物理事典」初版19〜21頁、近角聡信(ちかずみそうしん)著、ISBN4-490-10372-7、東京堂出版

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コメント(2件)

内 容 ニックネーム/日時
同じというのは驚きですね。
よく炎の先が鍋の底に触れる程度にした方がよいというの、それが理由なんですね。
そういえば紙の鍋で食べたことがありますよ。
敗れて大騒ぎにならないかと心配でしたが無事に最後まで食べれました。
ねこのひげ
2014/12/23 08:58
コメントをありがとうございます。

 破れなかった紙の鍋で思い出しました。
 今から40年以上前。カップラーメンが発売されたとき、素速く入手して溜まり場の喫茶店で自慢したやつがいました。
 集まっていた者どもは興味津々。バーテンに頼んで熱湯を沸かしてもらい、注いで3分間待って試食に及びました。
 付属していたチャチなフォークでは食べにくかったので、スパゲッティ用のフォークを借りた奴がいたんですね。機嫌よく使っていたら、フォークの先端が発泡スチロールの容器を破り、スープが流れ出て「アッチッチ」という事故になりました。
 その時のその男の顔を思い出すと、今でも笑いがこみあげてきます。
 思い出話で失礼しました。
(^^;)
ねこのひげ様<素町人
2014/12/23 14:37

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