問題 No.6619
温熱環境と人体の熱平衡における「対流」による熱の移動メカニズムに関する説明として、最も適切なものはどれか。
【正解の解説】
皮膚表面をなでる空気や水などの流体の移動に伴って熱が運ばれる現象であり、風速が大きいほど放熱量が大きくなる。
これは熱いスープをスプーンですくって「フーフー」と息を吹きかけて冷ますのと同じ原理です。肌の周りの温まった空気が風で次々と新しい冷たい空気に吹き飛ばされるため、風が強いほど体から熱がどんどん奪われていきます。
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【その他の選択肢の解説】
人体から発せられる赤外線などの電磁波によって熱が周囲の壁や天井などの物体へ直接移動する現象であり、衣服の厚さが大きいほど放熱量が大きくなる。
試験では対流と輻射の定義を入れ替えて出題されることが多いため注意が必要です。電磁波による熱移動は輻射であり、衣服の厚さで調整するのは主に衣服内の空気層による断熱効果です。
皮膚表面に接触している物質との直接的な接触によって熱が移動する現象であり、温度差が大きいほど熱伝導率が高くなって放熱量が大きくなる。
温度差が大きいと熱の移動量は増えますが、物質固有の「熱伝導率」は物質が決まれば一定であり、温度差によって熱伝導率そのものが高くなるわけではない点が非常に重要なひっかけポイントです。
皮膚表面での水分の蒸発に伴う潜熱の奪取によって熱が放出される現象であり、周囲の湿度が低いほど気化熱による放熱量が大きくなる。
汗が蒸発するときに体から気化熱を奪う現象は対流ではなく蒸発によるものです。周囲の湿度が低いほど汗が乾きやすく熱が逃げやすくなりますが、これは対流のメカニズムとは異なります。