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2.冷凍講座への導入

コンロでお湯を沸かすとかガスストーブで部屋を暖めるというのはあまり深く考えなくても温まる理屈がわかりますよね。ガスを燃焼させることで「熱」を発生させ、ヤカンを介して水に「熱」を伝えて温める、あるいはガスストーブで空気を暖めて、お部屋を温かくします。
逆に冷蔵庫で飲み物を冷やしたり、エアコンで冷房が出来たりするのは、日頃からその恩恵に預かっていても、どんな原理でそれが出来るのかを理解するのはちょっと難しいかもしれません。冷凍講座の話に入る前に、暖めるほうの話を通して「熱」について簡単に学んでみましょう。

やかん

そもそも熱とは何か? 昔の科学者はその正体をつきとめるために一所懸命に実験し、仮説を立て、学術論争をしました。例えば、空気は主に酸素や窒素分子から構成されていますが、そういった元素と同様に、“熱素”という元素があるという説が一時期有力でした。これは“熱素説”または“カロリック説”と呼ばれます。この説では、例えば暖めた水を冷ましても、その前後で重さは変らないことから、熱素は目に見えず重量もないと考えられていました。また、あらゆる物質の隙間に染み渡り、温度の高いほうから低いほうへ流れると考えられていました。その後、様々な説が次々と提唱され、長い論争を経て、現在では熱の正体は“分子の熱運動”であることが分かっています。

熱を説明する上で欠かせない相棒が「温度」です。水は0℃で凍り、100℃で沸騰するということを小学生のときに理科で学びました。これはスウェーデンの科学者のセルシウス(Celsius)が作り出した温度の数え方で、日常生活で身近な水を基準にして作られました。水が氷になる温度と沸騰する温度の間を100分割しています。

温度という指標が出来たおかげで、熱を加えた結果、物がどれだけ熱くなったか、あいまいな感覚ではなく、数字で知ることが出来るようになりました。


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