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| 主婦と科学。 家庭科学総合研究所（カソウケン）ほぼ日出張所 |
| 研究レポート26 キッチンの熱まわりの科学。 ほぼにちわ、カソウケンの研究員Aです。 研究員Aは「形」から入る典型的な人間なので なにかと道具が大好きです。 台所用品も、見ているだけで 「これさえあれば○○だって ××だって作れちゃうのになあ」 なんてうっとりしています。 だからといって、手に入れたところで ちっとも料理が上達するわけじゃないんですけど。 鍋ひとつとっても奥がふか～いんですよねえ。 ひとつひとつの鍋のもっともらしい能書きを見ると 性懲りもなく「これさえあれば！」 とその気になってしまう単細胞な研究員A。 でも、そんな「能書き」のなかで こんなものがありました。 「この鍋は熱伝導度が高いので冷めにくい」 これは、一瞬ナットクしてしまいそうになりますが 実は「間違い」の文章です。 確かに、熱まわりの基本用語は ごっちゃになりやすいんですよね。 でも、そんな誤りの能書きに惑わされないように 今回は「比熱」「熱伝導度」などのことを お勉強してみましょう～。
ではでは、まず初めに混乱しやすい 「熱まわり」の用語を整理することにしましょう。 初めに、お断りしておきますが 熱が伝わるときには熱伝導も比熱も いろいろな要素がからみあっているもの。 だから、これからの説明は 「わかりやすく単純化」したものであることを 頭の隅に置いておいてくださると嬉しいです。 熱い飲み物を陶器のカップに入れても へーきで持つことができますが これが金属製だと「あちっ！」っとなってしまいます。 これは、「陶器」と金属の 熱の伝わりやすさが違うからです。 伝わりやすい金属だと すぐに熱が伝わってしまうからなんです。 この熱の伝わりやすさのモノサシを、 「熱伝導度」といいます。 熱が伝わりやすいということは 温まりやすい一方で、冷めやすいということ。 だから、金属製のカップは中身がなくなると さっさと室温に戻ってしまいます。 陶器のカップはしばらく温かさが残りますものね。 ここまで読んだら、初めの方でご紹介した 「この鍋は熱伝導度が高いので冷めにくい」 がおかしな表現であることがおわかりになりますよね。 熱伝導度が高かったらすぐに冷めてしまうはず！ これは、「熱容量」と書くべきところを 「熱伝導度」と書いてしまっているからなんです。 というわけで、続いて熱容量のご説明に移りま～す。 熱容量を説明するのにちょうど良いのが「豆腐」！ 湯豆腐などが「思いがけず」まだ熱くて 舌に火傷をしてしまった経験のある方は 多いかと思います。 これは、豆腐は熱容量が大きくて冷めにくい からなんです。 熱容量というのは その物質を１℃上げるのに必要な熱量のこと。 豆腐が熱容量が大きいので、温めるためには たくさん熱を与えなくてはいけない、というわけです。 熱容量をいいかえると 「その体積の中にどれだけの熱を抱えているか」 あらわすもの。 これは、「熱容量」という言葉そのまま、ですね。 というわけで、豆腐はたくさん熱を抱えています。 だから、豆腐は冷めにくい、ということになります。
「熱しやすさ、冷めやすさ」のモノサシという点では 「熱伝導度」も「熱容量」も一緒じゃないか～ と思われるでしょう。 まだまだごっちゃになっちゃいますね。 熱伝導度が表しているのは伝わる「スピード」であり 熱容量の方は抱える熱の「量」です。 こんな例えをしてみましょう。 同じように惚れっぽい太郎さんと次郎さんがいます。 二人とも、「一目見たら恋に落ちる」というはやさは 一緒です（熱伝導度が大きい）。 でも、懐の大きい太郎さん（熱容量が大きい）は 愛情をいっぱい抱えているのでじわじわ～と 愛が持続します。 一方で、「熱容量の小さい」次郎さんは 抱えている愛情の量が少ないので、 すぐに冷めてしまうはずです。 しかも、熱伝導度も大きいので 愛の冷める速度も速いので きっと「あっ」という間でしょう。 他にも、「惚れっぽくない＆懐が大きい三郎さん」 「惚れっぽくない＆懐の小さい四郎さん」 なんて方々もいらっしゃいます。 。。。。よけいごっちゃになっちゃいました？ 「懐が小さいと愛情も少ないのか？」 「愛情が初期にしか蓄積されないっておかしくないか？」 とか「愛に関する認識」がおかしな点はございますが まあ深くは突っ込まないでくださいませ。 ではでは身近な例で熱伝導を見ていきましょう～。
缶などの金属に触るとひんやりするのは 金属の熱伝導度が大きいために 体温が「さっ」と奪われるからなんです。 木製品に触ると温かみを感じるのですが こちらは木の熱伝導度が小さいから、です。 研究員Aが大学院の入試のための 勉強をしていたときのことです。 過去に出題された問題の中で こんなものを見つけました。 「ダイヤモンドとキュービックジルコニアを 見分ける方法は？」 という問題です。 皆さん、答えがおわかりになりますか？ 答えは、「舐めてみて冷たく感じる方が本物」 というもの。 これは、ダイヤモンドが人造のものよりも 熱伝導度が大きいから、なんですね～。 試験勉強した範囲の他のことは なーんにも覚えちゃいませんが これだけは特に印象に残っています。 役に立つ場面がやってくるかどうか わからないものではありますが。 うちにはクーゲルバーン（シロフォン付き玉の塔）という 木のおもちゃがあります。 それは小さい玉がスロープを転がっていき、 最後に鉄琴をぽろろーんと鳴らすというものです。 （単純だけど大人も子どももハマる名品！ 小さい子をお持ちの方、ぜひぜひオススメ～。） この小さい玉なんですが うちの研究員Bが妙に口に入れたがるんです。 ３歳にもなるというのにいいい。 何度注意してもやるので「そんなに面白いか？」と 不思議に思った研究員Aも口に入れてみました。 。。。う～む、確かに面白い。 この玉は子どもが口に入れても安全な素材として コンクリートを使っているんです。 （金属だと体内で溶けてしまう可能性がある） というわけで、熱伝導度の小さいコンクリート、 舐めると何とも言えない 「なまあたたかさ」が新鮮なんです。 というわけで、舐めてみると身の回りのものの 熱伝導度の大小を確認することができます。 手で触るよりもよっぽど「精度良く」 熱伝導を測ることができる気がします。 ぜひぜひお試しあれ～（ってしないか普通）。 続けて「身近な熱容量」の話に移りましょう～。
単位体積あたりの熱容量のことを比熱といいます。 つまり （比熱）×（重さ）＝（熱容量） です。要するに、重いものほど熱容量大！ ということ。 私たちにとって一番身近な物質とも言える水、 これって実は比熱の大きいものだったんです。 温まりにくく、冷めにくい。 先ほど例に挙げた豆腐が冷めにくいのは 水分が多いから、なんですね～。 水だけに注目していてもその 比熱の大きさはあまり実感できないので 他のものと比べてみましょう。 例えば、油。 同じ量の水と油だったら 油は比熱が水の約半分と小さいので 同じ時間だけ加熱しても 温度の上昇が急なのです。 揚げ物をするときにわかるように 材料を入れると、油の温度は すぐに下がってしまいますよね。 油は少ない熱量で温度を上昇させることができますが その反面、ちょっと熱量を奪われると すぐに油の温度も下がってしまいます。 抱えている熱量が少ないからですね。 熱容量の大きい水（お湯）でしたら そう簡単に温度は下がりません。 この油の比熱の小ささは 揚げ物の温度管理が難しいことを表しています。 揚げ物下手な研究員A、材料を入れすぎては 「きゃ～温度が下がりすぎた」 慌てて火力を強くしたら 「きゃ～今度は上がりすぎた」 なんてことを繰り返しているわけです。 簡単に温度が上下しないためにはどうしたらいいのか？ 全体の熱容量を上げてやればいいのです。 熱容量の大きい鍋を使う、 たっぷりの油を使う などが対策になります。 全体の熱容量を上げる、ってことは パスタなどを茹でるときもそうですね。 「たっぷりのお湯を使う」 ってことは、材料を入れたときに温度が低下しないように するための対策なんです。 熱容量だ～比熱だ～と言われると 少々構えてしまいますが 「お湯をたっぷり使う」なんてことは みなさん既に当たり前のように 実感していることなんですよね。 ちっとも難しくない話です。 また、空気と比べても水の比熱は大きいんです。 180℃のオーブンに手を入れても （なんとか）大丈夫ですが 100℃に沸騰したお湯の中に手を入れたら 大やけどになっちゃいます。 あと、同じ35℃という温度でも 「気温35℃」だと暑くてたまりませんが 「お風呂の温度35℃」だと 冷たくてとても入る気にはなりません。 これもやはり、空気と水の比熱の違いによるものです。 体温よりも低い温度の水があると 大量の熱を体から奪うことになるからです。 さてさて、比熱や熱伝導の話から いろいろな鍋のお話をしたかったのですが かなり話が長くなってしまいました。 というわけで、「鍋」については 次回に持ち越しにさせて下さい～。 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 参考文献 化学精義（上） 竹林保次著 培風館 理化学辞典 岩波書店 調理とサイエンス 品川弘子他著 学文社 料理のわざを科学する P.Barham著 丸善 |
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2004-01-23-FRI
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