液体はガラス、発泡スチロール、プラスチックのどれよりもどの容器に熱を持っていますか?

著者: Morris Wright
作成日: 27 4月 2021
更新日: 19 11月 2024
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「プラスチックを液体に漬けるだけで導電性ポリマーと共結晶化」 静岡大学 学術院教育学領域 理科教育系列 教授  板垣秀幸
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飲料容器を構成するために使用される3つの最も一般的な材料はガラス、発泡スチロールおよびプラスチックです。どのタイプを使用するかを選択する必要があるとき、必要とされる1つの考慮事項は、それが冷たいか熱いかに関係なく、どれが液体の温度を最もよく維持するかということです。ガラス、発泡スチロールおよびプラスチックは、非常に異なる断熱特性を持っています。


ガラス、プラスチック、発泡スチロールの容器はさまざまなレベルの温度を保ちます (Fotolia.comからのSteve Johnsonによる色付きの背景に対してグラスの中の氷の塊)

ガラス、発泡スチロール、プラスチックの特性

液体や飲料用の容器は、ガラス、発泡スチロール、プラスチックでできていることがよくあります。発泡スチロール製品は、リサイクルコードの番号「6」で示されるように、発泡ポリスチレン(EPS)で製造されています。冷媒のボトルのようなプラスチック容器は、一般にポリエステルポリエチレンテレフタレートから作られており、リサイクルコードにおいて番号「1」で示されている。

伝導性熱伝達

エネルギーは熱から冷たいへと移動するので、液体は熱くなり冷えます。飲み物が環境よりも暖かい場合、エネルギーは飲み物から空気に移動します。逆に、飲み物が周囲温度よりも低い場合、エネルギーはより暖かい空気から液体に移動します。熱伝達率は容器の断熱特性に依存します。

熱伝導率

すべての材料は熱を運びます。 Engineering Toolboxは、熱伝導率を「安定条件下での温度勾配のために、同じユニットの表面積に垂直な方向にユニットの厚さを通って伝わる熱量」と定義します。 「k」として指定され、係数はW / mKであり、ここでWはエネルギーワットに等しく、mはメートル単位の厚さに対応し、Kはケルビン単位の温度である。一般に、材料のk値が高いほど、伝導する熱が多くなります。実際的には、値が高いほど、飲み物はより早くウォームアップまたは冷却されて周囲温度と等しくなります。ガラスは1.05に等しいkを有し、発泡スチロールは0.3を有し、そしてプラスチックは0.4のkを有する。この分析に基づいて、液体は発泡スチロールの容器の中でその温度を最もよく保つでしょう。


絶縁性

容器を温度としてうまく表現するもう1つの方法は、断熱性を調べることです。一般的にRの値と呼ばれ、その式はL / kで構成されます。ここで、Lは材料の厚さ、kは熱伝導率です。 Rが高いほど、断熱材は優れています。同じ厚さの容器の場合、ガラスのR値は0.95 L、EPSは33 L、PETプラスチックは2.5 Lです。これはPETプラスチックが10倍以上必要であることを意味します。発泡スチロールよりも厚く、同じ絶縁特性を持ちます。このためには、ガラスは30倍厚い必要があります。