金属に触ると冷たく感じる理由とは?なぜガラスと木材ではガラスの方が冷たい?

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    さて鉄などの金属に触ると冷たいと感じますが、
    木やガラスに触っても金属ほど冷たいとは感じませんよね。

     

    なぜ鉄等の金属に触ると冷たくて、木やガラスはあまり冷たくないのか、
    この理由をしっかりと理解できている人は意外と少ないように感じます。

     

    そこでこのページではなぜ鉄などの金属に触ると冷たいと感じるのか?
    またガラスと木材は熱伝導率が似ているのにガラスの方が冷たいと感じる理由を解説します。

     

    どうぞご覧ください。

     

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    1.なぜ鉄などの金属に触ると冷たいと感じるのか?

     

    ではなぜ鉄などの金属に触ると冷たいと感じるのかを見ていきましょう。

     

    さっそくですが金属に触ると冷たいと感じるのは、自分の体の熱が金属に伝わってしまうからです。

     

    鉄などの金属は熱伝導率が高い物質です。

     

    熱伝導率というのは簡単に言えば”熱の伝わりやすさ”を示しているもので、
    一般的に鉄などの金属のほとんどは熱が伝わりやすい(熱伝導率が高い)物質なんですね。

     

    中にはステンレスのような熱伝導率の低い金属も存在しますが、
    金属の多くは熱が伝わりやすい物質になります。

     

     

    そして人間の体温は約36〜37度ほどありますが、金属の表面温度は暖められていない限り人間の体温よりは低いはずです。

     

    その金属の表面温度が人間の体温よりも低いということは、人間が指など体の一部で触れば、
    人間の持っている熱が温度の低い金属の方へと移動してしまうことになります。

     

     

    このように自分の体の熱が他の物質に移動する(奪われる)ときに、冷たいと感じるんですね。

     

    さらに先ほども解説したように金属の多くは熱伝導率(熱が伝わりやすい)が高いため、
    自分が金属に触ると体の熱がすぐさま金属の方へと移動してしまいます。

     

    熱伝導率が低い物質であればそもそも熱が伝わりにくいため、
    自分の体の熱も移動しにくく(奪われにくく)なるのであまり冷たいと感じません

     

    2.ガラスと木材だとガラスの方が冷たいと感じる理由について

    ではガラスと木材だとガラスの方が冷たいと感じる理由について見ていきましょう。

     

    結論から言ってしまうと木材よりもガラスの方が冷たいと感じる理由は、
    ガラスの表面はツルツルで空気が入り込む隙間がなく、木材の表面はザラザラで空気が入り込んでしまうからです。

     

     

    まず前の章で金属に触ると冷たいと感じるのは金属の熱伝導率が高いからと言ったので、
    ガラスの方が冷たいと感じるのはガラスの方が熱伝導率が高いからと考える人もいますよね。

     

    ですがガラスと木材における熱伝導率はどちらもそこまで大きな差はありません
    (鉄の熱伝導率は83[W/mK]、ガラスは1[W/mK]、木材は0.2[W/mK]ほど)

     

     

    ではなぜ木材よりもガラスの方が明らかに冷たいと感じるのかと言うと、
    それはガラスに触れたときに体とガラスの間に空気が入り込みにくいからです。

     

    金属・ガラス・木材に熱伝導率が存在するように
    実は空気にも熱伝導率はあって、空気の熱伝導率は0.02[W/mK]ほどです。

     

    つまり空気というのは、ガラスや木材よりも熱伝導率が低いということです。

     

     

    上図のようにガラスの表面はツルツルとしているため間に空気が入り込みにくいですが、
    反対に木材の表面はザラザラとしていて間に空気が入り込みやすいです。

     

    木材よりも熱伝導率の低い空気が間に入り込むことにより、
    触ったときに体の熱を伝えにくくしてしまうので熱の移動が起きにくくなります

     

    熱の移動があるからこそ冷たいと感じるのであって、
    熱の移動が起きにくくなればそこまで冷たいと感じることはなくなります。

     

    このような理由から熱伝導率が同じくらいのガラスと木材に触ると、
    木材よりもガラスの方が明らかに冷たいと感じてしまうわけです。

     

     

    以上が「金属に触ると冷たく感じる理由とは?なぜガラスと木材ではガラスの方が冷たい?」でした。

     

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    3.まとめ

    これまで説明したことをまとめますと、

    • 金属に触ると冷たいと感じるのは金属の熱伝導率が高く、体の熱が金属に移動するから。
    • 空気の熱伝導率は木材やガラスよりもかなり低い(つまりかなり熱が伝わりにくい)。
    • 木材よりもガラスの方が冷たいと感じるのは、ガラスの表面がツルツルで体との間に空気が入り込まないから。

     

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