風に当たると涼しく感じる理由について

質問

扇風機をつけたり、うちわで扇いだりすると何故か涼しく感じます。
しかし、熱の正体が分子の運動なら、風に当たると分子が激しく運動して温度が上がりそうな気がするのですが・・・
どうして風に当たると涼しく感じるのでしょうか？

回答No.9

kagakusuki · ベストアンサー

風が当たると涼しくなる理由に関して、水分の気化熱を挙げるのは正しくありません。
　何故なら、風が当たると水分の蒸発が激しくなる理由が説明されていないからです。
　それに、エンジンのラジエーター等では風が当たった方が、放熱性能が良くなる事からも解る様に、水分が含まれていない金属製の物体でも、風を当てた方が早く冷却します。

　何故そうなるかと言いますと、空気にも僅かながら粘り気があるため、空気中にある物体の表面には、空気が纏わりついて、薄い空気の層を形成しています。
　この空気の層を境界層と言います。（空気に限らず、その他の気体や液体の中でも境界層が形成されます）

【参考URL】
　境界層 - Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A2%83%E7%95%8C%E5%B1%A4

　境界層内の空気は物体の表面に纏わりついているのですから、境界層の外の空気と混ざり合う速度が遅くなります。
　そのため、人体表面の境界層内の空気は、境界層の外の空気と比べて、体温で温められて温度が高くなっている事に加え、皮膚から蒸発して来た水蒸気のために、湿度も高くなっています。
　人体の表面は温度と湿度が高い境界層に包まれているため、空気中への熱の伝達や、水分の蒸発が妨げられます。
　そこへ風が当たると、境界層の中でも人体から離れた部分にある空気が吹き飛ばされて、境界層の厚さが薄くなります。
　境界層内の空気は、境界層外の空気と混ざり合い難いとは言っても、全く混ざり合わない訳ではありませんから、境界層の厚さが薄くなり、境界層内の空気の量が少なくなれば、境界層の外の空気と入れ替わる速度が速くなり、境界層内の温度や湿度が低下します。
　その結果、人体の熱が空気に伝わる速度が速くなると共に、皮膚からの水分の蒸発も盛んになるため、風が当たると涼しく感じる訳です。

お礼

なるほど、だから風で蒸発が盛んになるのですね。
ようやく全ての謎が解けました。
回答有難うございました。

回答No.8

fxq11011

気化熱、液体が気体になる時に周囲から熱を吸収します。
体温より低い温度の風が当たると涼しく感じるのは、より多くの空気が当たるためより多くの熱が放熱されるためです、温度差が大きいほど、風速が大きいほど多くの熱を奪います（空冷そのもの、風でなく流水を使えば水冷）。
冷房の室外機にクーリングタワーと言って、水をかけながら風を送っているものがあります、あれは水の気化熱を利用して効率よく放熱する装置です。
扇風機も最初は非常に涼しく感じますね、体表の水分が蒸発するのに気化熱として体温を奪うため、水分が少なくなると単なる空冷になります。
ライターのガス（圧縮して液体になっている）、ボンベから出ると、圧力が低いので気体になります、その時も気化熱が必要です（周囲から無理やり奪うため、周囲が冷やされます）。

お礼

気化熱について詳しく教えていただき、有難うございました。

回答No.7

Mokuzo100nenn

体温より高温の、例えば39℃とか40℃の風が当たっても涼しいと感じるケースがあります。
風-空気の相対湿度が低いとき、体の表面の汗が蒸発して体の温度を奪ってくれるからです。

一方、体温よりも低い35℃でも涼しくないと感じるのは、相対湿度が高くて、汗の蒸発を促進してくれない場合です。

物理の問題として理解するには潜熱・顕熱を理解しておくと良いですね。

お礼

高温の風に当たったのに涼しいと感じる事もあれば、低温の風に当たったのに涼しく感じない事もあるとは・・・
ややこしいですね。

後で潜熱・顕熱について調べてみます。
回答有難うございました。

回答No.6

burahuman

体表面の温度が30度と仮定して風の温度が25度とすれば5度低い風が当たる訳だから当然熱を奪われるので涼しく感じます。
これに汗が加われば更にそう感じますね。

でも40度の風が当たれば逆に熱く感じるでしょう。

お礼

なるほど、温度の低い風に当たった時に熱が奪われるのですね。
回答有難うございました。

回答No.5

tetsumyi

うちわで扇ぐと分子が激しく運動して温度が上がるかと言えば全くと言って良いほど変わりません。
空気中の分子の運動速度は秒速６００ｍ程度のようですから、うちわで扇いでも分子速度に影響はほとんどありません。
http://sammy-p.at.webry.info/200906/article_8.html

ではどうして涼しく感じるかと言えば風がない状態では分子同士は短い距離でぶつかり合って速い速度で移動できなくて近辺を動き回っている状態です。
つまり、皮膚から蒸発した水蒸気は皮膚の近辺を漂って湿度が高い状態ですから、皮膚からの汗の蒸発が抑えられて熱をあまり奪わないことになります。
風が吹くと空気全体が移動しているので皮膚の近辺の漂っている水蒸気が剥がされて湿度が下がりますから、汗が蒸発し易くなって熱を奪われて涼しくなります。

お礼

なるほど、分子はそんなに運動速度が速かったんですね。
回答有難うございました。

回答No.4

p-tenshi

身体の表面が汗などで濡れているところへ、風があたると水分は蒸発しようとします。そのとき気化熱が発生し身体から熱をうばうからです。

お礼

＞身体の表面が汗などで濡れているところへ、風があたると水分は蒸発しようとします。
なんで風が当たると水分が蒸発するんだろう？

＞気化熱が発生し身体から熱をうばうからです。
なるほど、気化熱が原因だというのは理解出来ました。

回答有難うございました。

回答No.3

lions-123

＞風に当たると涼しく感じる理由について

　　　　↓
一般論としては、その通りですが・・・

◇人体の約６７％【成人】は水分と言われており、風によって水分が蒸発し、その気化熱で涼しく感じる⇒体感温度では０．７ｍ／ｓで約１℃と言われております。その為に老化すると水分量（約５０％）も発汗（温度調節機能）も減少し、体感温度も感じ方が小さくなるとも言われています。

◇一方で、温風の場合は、通常は皮膚組織内部の温点【温度を感じるセンサーのような組織】を刺激して暖感を得ていますが、波長の関係で遠赤外線は皮膚内部まで浸透し易く身体の芯から温まるように感じ、他の温風は皮膚表面で反射しますので、かなりの高温でないと余り暖感を得ない。
その為、遠赤外線ストーブや遠赤調理（石焼芋とか炭焼き魚料理）が内部から良く火が通り美味しいので人気が高い。

◇関連して、それは湿度においても関連しており、湿度１０％で体感温度は１℃の影響があると言われております。
エアコンは、その効果を利用して冷房時には湿度を２０～３０％下げ、風を１．４ｍ／ｓ程度で体感的に３～５℃下げる等、健康面【冷え過ぎ防止】と省エネ【設定温度を余り下げずに】に役立てております。

お礼

＞人体の約６７％【成人】は水分と言われており、風によって水分が蒸発し、その気化熱で涼しく感じる
つまり風で水分が蒸発する時に身体の熱を奪っているわけですね。
（何故風で蒸発するのかは分からないけど・・・）

回答有難うございました。

回答No.2

Yodo-gawa

細かい理屈は置いておくとして、「風に当たると分子が激しく運動して温度が上がりそう」
には矛盾があります。台風の時、温度上昇を感じましたか？

涼しく感じるのは、気温（風）が体温よりも低いからですよねｗ

お礼

＞台風の時、温度上昇を感じましたか？
いいえ、まあ台風が来るたびに暑くなるのは困るけど、それでも温度が上がらないのは不思議に思います。

＞涼しく感じるのは、気温（風）が体温よりも低いからですよねｗ
それなら、扇風機をつける前から涼しく感じると思うのだけれど・・・

回答有難うございました。

回答No.1

植松 一三（@jf2kgu）

人間の体からは常に水分が蒸発していますので、
その放射冷却現象ではないですか
風によってより蒸発が促進されると思います

お礼

放射冷却現象というのがあるのですか。
覚えておきます。

回答有難うございました。