放射・伝導・対流から測定条件の理由を説明しよう

まず知る

このレッスンは6レッスンの3番目です。「日陰・風通し・高さ」という規則を、熱の移り方から説明できるようにします。

三つは別々に起こるとは限りません。屋外の温度計では、放射・伝導・対流が同時に働きます。

理解する

気温を測る目的は、温度計を「測りたい空気の温度」へ近づけることです。太陽や地面からの放射、手や支柱からの伝導は余分な熱の出入りです。一方、適度な通風は周囲の空気を入れ替え、温度計をその空気の温度へ近づけます。

日陰は太陽からの直接の放射を減らします。しかし、日陰でも熱いアスファルトや壁の近くなら、それらから赤外線が届きます。地面から高さを取り、建物から離す理由はここにあります。

風通しが悪い覆いの中では、温度計の周りに暖められた空気がとどまります。白い、よろい戸のある百葉箱は、放射を反射しながら空気を通す工夫です。

使う

四つの測定場所を評価します。

「日なたは空気が必ず5 ℃高いから」ではなく、「太陽から温度計へ放射が届き、温度計自身が空気より暖まる可能性があるから」と説明します。原因→熱の移り方→示度への影響の順に書きます。

転用する

未知の配置図では、温度計へ向かう熱の矢印を描きます。太陽・地面・壁・手からの矢印は減らし、測りたい空気との熱交換は確保できているかを判断します。

日陰なのに高い値が出た場合も、このモデルが使えます。風が弱い、熱い壁や地面が近い、感温部に手が触れた、十分に待っていない、という候補を順に調べます。

次は、一つの条件だけを変える比較実験を行い、どの条件が示度をどれだけずらすかを数量で確かめます。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。