氷を溶けにくくするには？

質問

看護婦をしています。
今度、のどを冷やす方法を研究しようとしています。氷をゴムの袋に入れて作る「氷けい」では、２時間くらいで溶けてしまいます。これを溶けにくくする、工夫をしたいと考えていますが、この「氷けい」に何を加えたらよいのか考えがでてきません。何か知恵がありましたら教えてください。
（これを氷を使わず、やまとのりを凍らすことで代用することも考えています。これに、その「何か」が使えると最高なのですが・・・）
理系に強い方、よろしくお願いします。

回答No.7

myeyesonly · ベストアンサー

こんにちは。答えちゃっていいのかな？＞rei00様

熱容量と熱伝導率は違う性質です。単位体積（または重量）あたりの熱容量を比熱といいますけど、これが大きい物質なら、同じ体積（重さ）でいっぱい冷やせるわけです。
そういうのを蓄熱材と言っていろんな目的用にいろんな物が開発されてます。

アイスノンなんてのもその一つですね。

さて、水は液体では比熱が大きい物質です。ですから液体で熱容量が大きいのを探すのは結構難しいと思います。

ただし液体の蓄熱材の場合は、熱膨張で温度が上がると軽くなって循環し、対流によって自動的に蓄熱材が入れ替わるという便利な性質があります。

というわけで、氷と水を混ぜて使う氷まくらや氷嚢（今回のもその一種です）はさらに氷の融解熱を使えるので結構スグレモノなのです。

で蓄熱材ですが、固体の場合は、液体のように対流で循環することがないので、おっしゃるように熱伝導度が問題になります。また、別の性質であると言っても、熱容量が大きい物は熱伝導度が低い場合も多いことも確かです。

ですから、そういう時は、固体（ゲル状でも同じ）なら粒を細かくして水などの液体蓄熱材と共存させることで水が対流し冷たさを循環させる事ができます。この様に固体蓄熱材の場合は、その熱の出し入れを工夫しなければならない場合が多いことは確かです。

ただ、今回の様に患部の冷却に用いるのは、患部との接触点からの熱の出入りですからそれ程熱伝導度が高い必要はなく、人間の皮膚や筋肉などの組織と同程度の熱伝導度があればいいわけです。例えばコンニャクを使ったコンニャク罨法（あんぽう）なんてのも温湿布として用いられています。

もちろん急冷する時や一気にあっためるには使えませんけど。そういう時には、今度は熱伝導度が問題になるでしょう。

＃答えになったかな？

回答No.10

rei00

度々すみません，rei00 です。

　myeyesonly さんの回答を見ているうちに一つ思い出した事があります。

　家の子が熱を出した時ですが，氷まくらごと（もちろん中には水が入っています）冷凍庫に入れて凍らせて使用した事があります。連休頃の事ですが，一晩近く（少なくとも５時間ぐらいは）もっていたように思います。

　同じ様に，水を入れた「氷けい」ごと凍らせてみてはいかがでしょうか。ただ欠点として，水が無いですので，使う時に痛いかも知れません。

お礼

さっそくの情報ありがとうございました。
みなさんのご意見を参考に、研究を進めたいとおもいます。
とてもたすかりました！

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　suzu-tara

回答No.9

myeyesonly

またまたすいません。ちょっと面白い情報を拾ったので差し上げます。

アイスノンの中身が興味があって調べてたのですが、どうやらアイスノンでは、熱電度率の悪さが重要らしいです。（中身は結局不明：むか～しある種のプラスチックだと聞いたような気がする）

つまり、アイスノンは非常に低い温度まで下げる事で吸収できる熱量を増やすという仕掛けの様で、そうすると熱伝導率が高いと、接触してる部分がやけど（凍傷）になっちゃいますよね。熱伝導度がよろしくないので、一気に冷えすぎないという状況らしいです。

あと、比熱と伝導率ですが、１００度前後で使われるポリエチレンなどは整形する時に分子の向きを揃えたりするとその方向で伝導率が変わります。あと、酸化金属系蓄熱材（マグネシウム系、鉄系などが多いみたい）では、随分熱伝導度が高いです。あと、まだ実験段階ですが、導電性高分子などもかなり伝導率が高く比熱が高いですね。でも一般的には、特にこの使用温度では、rei00 さんの仰っているのが現状のようです。m(__)m

＃しかし調べるほど氷嚢のすごさが実感されました。以上感想です。(^^ゞ

回答No.8

rei00

rei00 です。

　suzu-tara さん，すみませんが myeyesonly さんに一言お礼を言わせて下さい。

　myeyesonly さん，ありがとうございました。

> 熱容量と熱伝導率は違う性質です。

　これは分かってはいました。が，しかし，・・・

> 熱容量が大きい物は熱伝導度が低い場合も多いことも確かです。

　「・・・多い」じゃなくて，通常そうであるような気がしていました。それで疑問に思ったのですが，おかげでスッキリしました。

　今後ともよろしくお願いします。

回答No.6

rei00

以前に「QNo.65624 溶けにくい氷の作り方を教えてほしい」と言う質問（↓）がありました。参考になるかも知れません。

myeyesonly さん，よろしければ一つ教えて下さい。
熱容量の大きなものを使った場合，熱が伝わり難い（患部が冷え難い）という事にはならないのでしょうか。

参考URL：

http://www.okweb.ne.jp/kotaeru.php3?q=65624

回答No.5

myeyesonly

こんにちは。
これは、物理学的には、熱容量を大きくするということですね。

すると、塩やその他の薬を水に入れても温度は下がるけど、熱容量は増えません。よほど沢山入れたら話は変わるけど。

ですから、水の量を増やす、熱媒（水）を他の物に変える（グリセリンやポリエチレングリコールなんかを溶かすのも同じです）という方法しかありません。

また、ちょっと見方を変えて、氷頸（でしょうか？）の患部との接触面以外からの熱の出入りを減らすという方法もあります。

これなら、乾いたタオルや断熱性のシートで接触面以外を覆ってしまうと効果があるはずです。

お礼

とても参考になりました。
ありがとうございます。
まだまだ、調べが足りないようで、勉強がたりないのがわかりました。
今回うかがったことを参考に、すすめて行きたいと思います。また、わからなくなったときはみなさんにご相談するかもしれません。その時はよろしくおねがいします！

回答No.4

yanron

携帯用トイレなんかに使われている高分子ポリマーを使ってみては？

高分子ポリマーで水をゲル状にして氷を作ってみてはどうでしょう？

科学的根拠はありませんが
ゲル状って言うか普通の水にとろみをつけると
さめにくくなりますよね？ってことは・・・
普通の氷よりは解けにくくなるかな？　って思っただけです
材料も安価で手に入れやすいと思います？
今の季節でしたら
携帯用トイレはカー用品店で一個、三百円ぐらいで売っていたと思います。

お礼

アドバイスありがとうございます。
さっそく、買って作ってみたいと思います。

回答No.3

noname#21649

＞氷に塩を混ぜると溶けにくくなる
事はありません。逆に溶けやすくなります。氷に塩を入れると溶けやすくなるので．融解熱によって物が冷やされ．０度以下になるのです。

氷が溶ける速度を遅くするということは．「氷けい」からひやされる「のど」に伝わる負の熱量を少なくすることでしょうか．
０度以下で使用可能なものというと．ポリビニルアルコール位しか思い出せません。可能性のある物として．食品添加物のガム類があります。これらは．網上の構造を持つゲルとなり．熱の振動を押さえ．でんねつが悪くなり氷が溶けにくくなります。が．０度という乾燥に耐えるかどうか．記憶が怪しいです。アイスクリーム用乳化剤が．氷の結晶を微細かできるでしょう。病院出入りの薬屋さんならば．食添について詳しいはずなので．聞いてみて下さい。「アイスクリームに使えるガムはないか」と。

お礼

ありがとうございます。
自分の思いもよらない情報だったので、とても参考になりました。さっそく、薬屋さんに聴いてみたいと思います。

回答No.2

6697

エチレングリコール、ＣＭＣナトリウムはどうですか。

補足

ありがとうございます。
ところで、これは、一般的に手に入るものなのでしょうか？身近なところにありますか？
その辺を知っていたら教えてください。

回答No.1

wanda-

氷に塩を混ぜると溶けにくくなる、って聞いた覚えがあります。
うろ覚えなんで、全然自信ないですが（＾＾；

お礼

ありがとうございました。
とても参考になりました。
みなさんのご意見を参考にすすめて行きたいかとおもいます。また、なにか情報があったときはよろしくお願いいたします。