寒い部屋にいると体はどんどん冷える。肌の表面温度は10分で6℃以上も下がる!

冬のお風呂場が寒いとブルブル震えて寒い思いをしたことがあると思います。

なんでこんなにも寒いと感じるのでしょうか?

ということで、人が寒い部屋(浴室)にいると何が起こっているのでしょうか?

人の肌の温度を測定して様子を見てみる簡単な実験をしてみようと思います。
「寒いんだからそれでいいじゃないか。」と言ってわざわざ実験する必要もなさそうですが、念のためやってみましょう。

実験内容

裸で寒い所にいると、どれだけ肌の表面温度が変わるのか見てみましょう。

測定する体の部位は、顔、腕、お腹です。

実際の腕はこんな感じです。

もちろん、実験中の室温も測定します。

各部位の表面温度測定は下の流れです。

①服を着たまま15℃の廊下で10分待機した後に測定。

②その後服を脱いで、裸の状態で15℃の廊下に10分待機。その後測定。

③22℃にまで暖まった脱衣所で10分待機した後に測定。

④ここからが本番。15℃の浴室に裸で10分間待機。10分間の間に4回測定。

⑤ここはおまけ。とにかく体が冷えて寒いので、暖かいシャワーを浴びる。
 その後、体を拭いて着替えた後に測定。

実験道具

今回はこの二つの温度計を準備しました。

1.水温と室温の二つを測れる温度計

2.放射温度計

 

実験結果

① 15.2℃の廊下にいる時の腕は32.9℃。

② 服を脱いでその場に待機。10分後に測定してみると30.8℃

服を脱ぐと2.1℃下がりました。

③ その後、オイルヒーターで21℃まで暖めた部屋に移動します。
(実験中はオイルヒーターをoffにしています。)

そこでまた10分後に測定すると34.2℃にまで上がりました。

部屋が暖かいと体も温まるようです。

④ ここまでが準備段階です。これから実験の本題となります。寒い部屋に入ったら(冷えた浴室)どれだけ表面温度が下がるのでしょうか?

寒い浴室で、しかも裸で、10分間待機、、、

寒い、、、何もせずに10分はきついので、気を紛らわせるために途中に何回か測定をしました。

結果は1分で0.6℃ずつ下がっていき、10分後には27.5℃となって6.7℃も下がりました。

最後に今回の一連の実験結果をグラフにまとめてみました。

室温の温度が高いと肌の温度も高いし、室温が低いと肌の温度も低い結果です。

結論

暖かい部屋にいると肌から暖まる。

寒い部屋にいると肌から冷える。まるで冷たい床や壁に体温を奪われているような感じでした。

やっぱし寒い部屋を早く暖めることが寒い冬を快適に過ごすコツなのかな、と改めて感じた実験でした。

寒い冬は是非暖かい環境で過ごすことをお勧めします。(当たり前ですが、、)

20分の運動で肌の表面温度は5℃も下がる!

寒い部屋にいると肌の表面温度がみるみる下がって行くことが分かりました。
なので冬場に快適な生活を送るためには部屋を暖めることが大切です。

でも、部屋を簡単に温めることが難しい状況だったらどうしましょう。
体を温める為に、何か他の方法はないでしょうか?
少し考えて見ると2つの案を思いつきました。

1.運動する
2.お酒を飲む
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まずは運動すると、肌の表面温度はどうなるのか実験してみましょう。
汗の影響もあると思いますが取り敢えずやってみましょう。

実験内容

実験は15℃くらいの廊下。廊下に20分ほど待機した後に肌の表面温度を測定。
そして運動を20分間行う。肌の表面温度は、運動が始まったら5分間隔で測定する。
運動後も5分間隔で測定。

実験道具

1.デジタル温度計
2.放射温度計
3.室内運動器具

ちなみに我が家の室内エクササイズマシンはこれです。


普通に散歩をするのと比べて、太ももに程よい負荷がかかる運動ができます。

寒い雪国の冬、運動不足を解消するにはなかなかいい室内器具です。
場所をとらず、負担にならない運動ができます。なので私はテレビやスマホを見ながら使ってます。

実験結果

20分間、室内運動器具で運動した結果が下のグラフです。


どうも、予想と正反対の結果になりました。
運動を続けていくと肌の表面温度が下がりました。
約20分の運動で、平均5℃下がっています。

これは汗の影響と思われます。
運動を始めて8分くらいから汗ばんできて、10分後には額にはっきりと汗を感じました。
体の内部は非常に熱いと感じますが、その代わりに肌の表面温度は下がっていくみたいです。たぶん、体の内部が運動で熱くなりすぎないように、体の外から頑張って冷やそうとしているんだと思います。改めて、人間の体ってよくできてるなぁ。と思った瞬間でした。

20分の運動が終わった後は体温が徐々に上昇していきました。ただ、15分、20分後になっても運動前の肌の表面温度までは戻りませんでした。

服が汗で湿ってしまった影響と思います。

とにかく運動後は寒かったです。

結論

運動すると肌の表面温度は下がります。
そして10分も運動すると、汗をかいてくるので、体は冷えます。

とにかく冬に運動したら、着替えるか、思い切ってシャワーを浴びたほうがいいと言えそうです。あくまで個人差はあると思うので、参考まで。

熱を伝える3形態

新年も始まり、まさに真冬と呼ぶにふさわしい時期になりました。とにかく外に出るときは普段着の下にヒートテックは必須で、上着はコートかダウン。そしてマフラー、手袋はもちろんのこと、人目が気にならなければフードをかぶって耳やほっぺを隠したくなります。
こんな冬では、暖かい部屋がないとやっていけません。寒い部屋では生活していけません。なので、まずは暖かいとはどういうことなのか考えてみようと思います。

暖かいということは、温度が高いということ。温度が高いということは熱がある=熱エネルギーが大きいということです。

暖かいどころには熱エネルギーがたくさんある状態です。もし、寒い場所にいてその寒い場所を暖かくしようとしたら熱エネルギーをどこかからもらって来なければいけません。
この熱エネルギーをもらってくる為には以下の3つの方法があるといわれています。

 

熱伝導

対流

輻射(放射)

 熱伝導

ざっくりとしたイメージだと、
ます熱伝導は、お鍋でお湯を沸かしている時に火が当たっているところだけじゃなくて、お鍋全体が熱くなっているということ。

もちろん、お鍋の縁を触るとヤケドすることは感覚的に知っていることだと思います。

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あと最近ではアイスのスプーンをアルミといったを熱伝導のいい材料にして、人の体温で温めて冷たいアイスを溶かしてすくいやすくするなんていうオシャレな食器もあります。

この考えでいくと、味噌汁のお椀をアルミ製にしたら熱くて手で持てなくなってしまうということ。

対流

次に対流ですが、対流はその中で自然対流と強制対流に分かれます。

自然対流
自然対流は、暖かい空気や水は上に行って、冷たい空気や水は下に移動するという現象です。

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身近な現象だと、ホットコーヒーから湯気が上に向かっていく場面ですね。あと昔はよくお風呂を沸かすと、お風呂のお湯の上の方はすごく熱いお湯なのに、お風呂の下の方は冷たい水になっているという現象です。(最近のお風呂では、あまりこの現象を見れない気がします。昔はお風呂に水を張ってから温めていたからでしょうか?)

強制対流

一方で強制対流は冬に冷たい風が体に当たると寒くなる。反対に温風が当たると暖かく感じたり暑く感じたりすること。扇風機なんかが身近な強制対流を発生させる道具ですね。

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対流でひと括りで言うと、空気や水などの流体が熱を運ぶというイメージかと思います。
その中で自然対流は温度変化で、自然と流れが発生して、熱も動く。強制対流は風が吹く見たいに強制的に流れが出来て、熱も運ばれるイメージです

輻射

最後に輻射です。輻射と聞いてあまりイメージわかない人が多いと思います。

よく例であげられるのは、焚火の周りにいると火に直接触れてないのに熱く感じるっていう現象です。

12019 / Pixabay

カーボンヒーターなんかも、真っ赤になっているところから遠赤外線が出て離れたところを暖める暖房器具ですね。

あとスケールを大きくしてみると、太陽によって地球が温められているのも輻射の影響です。何もない宇宙空間を光として地球まで熱を伝えてくれています。

 

ちょっと私も説明していてもイメージつかないです。
でも結構、輻射を利用した暖房器具は多いです。

暖房器具でどの原理を使っているかという細かい所はまた別の機会に話させてもらいます。

ということで部屋を暖める為に熱の基本ということが少しでも理解できたかなと思います。このブログでは、この基本をベースにして、色々と話を進めていきます