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）
トッチン@寝不足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）
www.shizecon.net/award/detail.html?id=15
ふとした疑問を研究して、答えをみつける中学生たち。
暑さを感じるって、そういうことなのか～！
22 件のコメント
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読んでみよっと～
>単純にお風呂は頭が出てるからと思ってました～
おおっ！するどい！
と言いたいところですが、是非読んで見てください。笑
なるほど〜〜そうだったんだ。
素晴らしい中学生達ですね。
文章も読みやすくてビックリ。
これを応用すれば、夏のエアコン24度は寒くて耐えられないけど、冬のエアコン24度は何故か相当に暖かい、という謎も解決しますかね？
エクセルやパワーポイントを使ってないのも今どき新鮮ですね～
今までちゃんと研究した人がいなかったのも驚きです。
みんな「頭が出てるから」って思っていたのでしょうか（笑）
夏の電車の強冷房は私も超苦手です…。
う～ん、着てる服の違いとか、皮下脂肪の性質とか？（適当な憶測)
その空気が体に当たるから夏は寒くて冬は温かく感じるのではないかと今思いました。（適当な憶測）
でもそうすると、湿度が高いと低い時より暑く感じる理由と矛盾してくる気がする。
湿度が高いと、汗が気化しにくいので、体温(皮膚温度)が下がりにくくて、余計に暑く感じるんですよね。
まさか聞いたこと無ぇ？ そんなこと言う若者も中年も多い様な気がする
今日このごろでした
ちなみに 38°C = 100.4°F みたいです
そういえば、サウナで室温80度は耐えられるけど、お風呂の80度は上島竜兵でも無理ですよね、きっと。
調べてみたところ、熱伝導と湿度の問題らしいですが。
https://koureisya-blog.info/sauna-ondo/
温度と湿度をコントロールするエアコンの世界では昔から輻射熱が非常に重視されていて、かなり古くから（ユーザー的に有名なのは三菱電機のムーブアイあたりでしょうか？）温度だけでなく壁の温度を認識して体感温度をコントロールすることも考慮しています。
当分エアコンを買ってないので最近は調べていないのですが、人間がいるかいないか、いるならどの場所にいるかなどを推測して風の流れもコントロールしていました。
暖房の世界でも空気そのものを暖房するのではなく皮膚を直接温める遠赤外線ヒーターなどがあります。
冬に窓際にいると輻射熱で寒い！とかありますね。
（なので、冬は窓に断熱材を貼ったり）
輻射熱ではありませんが、夏はカーテンの利用が強く推奨されています。
太陽光の熱は強烈なので、エアコンで冷房する場合はカーテンで遮蔽すると冷房効率がびっくりするほど変わります。
それからご存知の方も多いと思いますが、エアコンのキモは室外機です。エアコンはヒートポンプと言って熱を運搬するもので、室外機は室内の温度を室外に放出する重要な役割を担っており、室外機の吹き出し口に遮蔽物を置くとエアコンとしてほとんど機能しなくなります。何か物を置いている人は、外にあるからと言って邪険にせずにどけてやってください。既にご存知でしたら、余計な話かもしれません。
>空気と液体の熱伝導率の違い
前から、20℃の水と空気の体感の違いを想定して、熱の伝導率の問題だろうと解釈してたのですが、38℃モデルで考えてみるとそれだけじゃ結果が逆でしたね。
ふーん。面白いなあ。
この自由研究の説を取れば、20℃でも38℃でも矛盾ありませんものね。暑がり寒がりもの体感差も綺麗に説明がつきます。
見事な仮説構築ですけど、検証とかどうしたのかしら？…と、読んでみたら、なるほど放射温度計使って測定してみてるんだ、しっかりやってるなあ…。
同じような部活やってた自分の中学生時代を思い出しましたよ。大学の研究施設行ったりしたの、何かちょっと似てて懐かしくなりました。
＞サウナで室温80度は耐えられるけど、お風呂の80度は上島竜兵でも無理ですよね、きっと。
これは仰る通り、「③水の熱伝導率は、空気と比べて25倍くらい大きい。」で説明が付きますね。
wagamiさんが書いているように「20℃の水」に浸かると非常に冷たいけれど、「20℃の空気」はちょうど良い、というのも熱伝導率の問題ですね。
ところが、「38℃」だと熱伝導率の話と結果が逆転してしまう現象の謎、というのがこの研究の面白い所ですよね。熱伝導率だけの問題なら、38℃の空気より水の方が熱く感じるはずなのに、その逆の現象が起きてしまう。
そこで、今回の研究結果「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」という説、これは納得です。
ところが、30℃で湿度80%の日と、30℃で湿度10%の日では、体感の暑さが全く異なります。その理由は発汗時の気化熱の奪われ方が違うからです。
湿度80%だと皮膚温が下がりにくく暑く感じ、湿度10%だと皮膚温が下がりやすく涼しく感じる。
とすると「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」話とは矛盾して来ますよね。
恐らく、これが、38℃のお風呂はぬるいと感じるのに、長時間浸かるとのぼせてくる、現象そのものなんでしょうね。「深部温(耳の温度)が風呂の場合上がっている」と書かれていますね。
最後の方に「わたしたちの体の中ではどれくらい熱が発生していて、どれくらい放熱しなければならないのか、そんなことも調べてみたいと思います。 」と書かれている通り、恐らく放熱の問題だと思います。
この辺りの研究の続きをまた見たいです。
年齢のせいか最近は長文を読むのがおっくうになっていましたが、
全文読みました。
いいですね。疑問がわいてくることが最大の進歩でしょう。
でも、頭がボーーーーーとしてきました。
暑さのせい？
理解できないせい？。
ちょっと休憩。
砂漠は湿度が低いので、日本と同じ気温でも居心地が違うらしく、砂漠はスーツ最強らしいです。
https://srdk.rakuten.jp/entry/2017/01/31/110000
ただ、今後の課題にも書いてありました様に、気温が30度位から、体温より低いのに暑く感じるのは何故でしょうか？
ぜひ解明してください🙋
感熱センサーが、環境温度を基準点にとっちゃうシステム、なんでしようかね。脳で基準点との差を演算してるとはちょっと考にくいですし。
体感温度って体深部温度との比較なんだろうと、なんとなく思ってたんですけど、この研究作品を読んで目から鱗です。
竹富島など離島には昔、農耕のために台湾から水牛を譲り受けた歴史があり、今も観光に利用されています。
皆さんは、この水牛のことをご存知でしょうか？
人間を含めて動物というのはカロリー源である食物を摂取していますので常に発熱しています。
熱源があるのですから常に体から放熱し続けなければ、どんどん体温が上がってしまいます。
外気が低い場合は温度差で放熱できるのですが、その放熱では足りないと体が認識すると発汗作用によって熱を放出します。
しかし水牛にはこの発汗作用がありません。
ですから体を水につけて直接放熱し冷ますしかありませんし、観光用の水牛の場合は休んでいる場所に行くと人為的にシャワーで水をかけて体温を下げてやっています。
それをやめるとどうなるか？体温が上がって死ぬそうです。
「なぜ？」の気持ちが未来を切り開くんですね。
自由研究では外気温や湯温等の外的ファクターの変化を中心に調べてあって、
「フムフムなるほどー」とそこかしこで思ってしまいました。
これに内的あるいは生物学的ファクターからアプローチすると、
寒い時の皮膚表層の毛細血管の収縮（熱保持）、暑い時の毛細血管の拡張・発汗・気化熱等々による恒常体温維持（生命保持）のシステム、冬場氷水を触っていると冷たい感覚が無くなってくる仕組み、体温調節機能が限界を超えて熱中症になる仕組み、熱い暑い冷たい寒い知覚を肌から脳まで伝達する神経の仕組み、が複雑に絡み合い、
最終的に、伝達信号を受け実際に「感じ、判断する」のは『脳』である。ということになってきそう・・・。
奇跡的で複雑なバランスの上に生命が成り立っており、環境が変わる（異常な猛暑など）と人間は適応できず外部環境をごりごり作り変え（更に冷房を強くする等）しないと生きていけない事を考えさせられます。
ふと、猛暑もここ数10年増えてきているのだから、子供たちは暑さに適応したニュー人類に進化していないのだろうか。と思い、すぐに思い直しました。
逆に子供たちの方が冷房に慣れて暑さに弱く退化している！？
先日、熱中症で亡くなった児童がいるので、なかなかコメントしにくいですが…まず、年々、ヒートアイランドで気温が上がっていますよね。
で、進化というのは世代交代で徐々に進むので、10世代交代するだけでも200～400年ぐらいかかりますよね(^^;
んでもって、その世代交代の中で、弱い種は滅んで淘汰しつつ、進化があるわけでしょうし。
2～3世代での進化を期待するのは、悟空や悟天みたいなサイヤ人じゃないと難しいのかも？
あと、退化・進化という点もあると思いますが、それよりも「そういう環境に順応するように生活をしていない」という点もありそうですよね。
例えば、タイやインドで日本人旅行客が生水を飲むとお腹を壊す、といいます。
生水でお腹を壊す日本人は退化したと見倣すのが妥当なのか？みたいな。