風呂が暑くないのはなぜ？

質問

残暑厳しい季節（南半球では今まさにそうだろう）、気温が３７度もあったら暑くてたまりませんよね。おまけに湿度が猛烈に高いとなれば、居ても立ってもいられない不快さです。
　ところが湯温３７度の風呂に入るとぬる過ぎて不快です。もうちょっと暖かければ風呂の中で気持ちよく居眠りできるのにな。

　一体、この違いはなぜなのでしょう。

回答No.14

tgb · ベストアンサー

（２）（３）に関連
　内部で熱の生産が行われて熱の流れが絡むので厳密な意味での定常は不可能（皮膚の外側・内側ともに）ですが、実際問題としては（生理的な調整も加わるので）一定時間の経過により定常として差し障りない（特に内側）のでしょう。基本的に温度分布は内から外に向かってＳ字状に低減（Ｓの中心が皮膚）すると思いますし、議論の余地はないでしょう。
　これだけ押さえていれば分布の具体的な形についてはさほど本質的ではないと思いますが、どちらかと言えば球モデルよりは１次元モデルの方が実際に近いと言う感じがします。この場合は熱の流れが定常でバランスするためには直線分布と言うことになり、上と合わないですが、非定常のゆっくり版と考えて気にしないことにします。

　そこで本題ですが、私の考え方に少し曖昧な点があったようです。定常と非定常をごっちゃにしていたかも知れません。外にいたとき暑かったのが風呂にはいるとほぼ瞬時にこの暑さから解放されると考えていました。従って、この短い時間（厳密ではないですが敢えて言えば入ってから数秒あるいは数十秒）の間にどのようなことが起こるかの議論でした。それならS'=0でないのは当たり前と言うことになりますが、ゼロに近いとそうでないの違いに受け取っていましたので、その違いが十分大きいのかどうなのかと言うのが疑問点でした。しかし、後で考えたのですが、熱の放出が押さえられて皮膚側の温度が上がってくると、それによって温度勾配（空間分布）が皮膚近傍で大きくなって、熱流束が大きくなると言うのは、当たっていませんでした。同時に空気側（水の場合も同様）でも温度上昇が起こるので特に温度上昇によって勾配が大きくなると言うことは考えられず（材質が変わるからと言ってS字の中心で「大きく」折れ曲がると言うことはない）、私の疑問自体に疑問が出てきます。stomachmanさんの考えは水では定常状態が達成されるが、空気では達成されにくく、倒れる（いやになる）までS'>0が続くと言うことも考えられるということですね。これに対しての異議は撤回します。

（３）（４）に関連
　ここでの疑問点は、他にも共通すると思うのですが、S'>0で温かさを感じるとすると、ゆっくりした変化あるいは定常状態ではS'=0と言うことになり、３８度自体の温かさ（３７度より温かい）を感じることの説明ができないのではと言うことです。S'=0で共にぬるいと言うなら、私としてはやはりSで温かさを感じるとし、初期の敏感性・閾値、感覚の精度などの問題で何とか切り抜けたい気がします。

（５）に関連
　予想もしなっかた反論なのでアッと思いました。理屈にかなった考え方なので詳しく検討しないと決着がつけられないのかも知れませんが、しばらくして次のような考えが頭に浮かんだので参考にしてください。
・少し暑い場合は少し汗が出て、それによって特に逃避行動も起こさず、やりたい仕事を続けることができます。（発汗作用として有効な働きをこなせた訳です。）
・もう少しだけ暑くなってもやはり本人は逃避など気にせず、同じように発汗の有効な働きに頼ることができます。
・だいぶ暑くなるともう汗だくでそれでも何とか仕事をやり遂げようとがんばります。
・最後の一歩手前で気分が悪くなってきたのですが、それでも納期に間に合わせるためがんばります。
　（普通はここで待避行動を起こします）
・とうとう倒れてしまいます。
毎回の警告は煩わしいので最後の一歩手前の警告があればいいのではないか？（暑く感じなくても良いのではないかという意味ではなく「暑い」を警告として捉えなくても良いのではないか）
ただし、少し汗が出た段階で待避行動を起こす人もあり、警告なのか、単なる情報なのかの区別は難しいかも知れません。（その意味でこの例は反論にはなりません。）

その他

　コップの実験は熱い・冷たいをS'で判断するかどうかのチェックと言うことです。短い時間で皮膚温度が熱・冷に交互に変化した場合、S'（皮膚より少し内部の位置）が感知されないのではないかと言う主張です。S'をどのくらいの時間で感知するかについては単純に１秒以上かかるはずとは言えないようです。また、「熱から冷への変化ではS'>0となる筈」と言うのは私の勘違いで、コップの実験については撤回します。（意見をいろいろなところでクルクル変えて申し訳ありません。）

　風呂の中でものに触るという実験で、発泡スチロールの場合風呂の外の空気の条件に近いのに手が温かく感じないのが引っかかります。空気中で暑いのは全身の各部分が熱いとき感じるのでしょうが、そのために当然個々の部分が熱さを感じているはずです。個々の部分で風呂の中の発泡スチロール並みの温かさで、それが全身に及ぶと暑く感じられるというのは考えにくいです。発泡スチロールの熱さと接触時間も考慮に入れて考える必要があるかも知れませんが。風呂の中に入って手だけ出した場合（また参考のためその逆も、ついでに徐々に全身まで変化させると言う実験も）どう感じるか確かめたいところです。（．．．実験を催促しているような言い方に聞こえるかも知れませんが、これは頭だけ出した場合の感じ方と大差ないかも知れず、改めての実験は不要かも。また、ANo.#2補足の
＞特に、半身浸かった状態では、浴槽から出ている部分だけが暑いと感じます。
は、ヒントになりそうです。）

　様々な心理的条件については仰るとおりです。すべて無視して議論できるというか、すべきです。（実は前回の投稿のあと、自分でも関係ない余計なこと書いたかなと感じていました。）

補足

皆さんに議論していただいたおかげで、モデルらしきものが構成でき、実験の方針が立ちました。また、どうもこれ以上回答が増えないようですので、締めます。ありがとうございました。

回答No.13

tgb

訂正とお詫びがあります。
　先ず、
＞stomachmanさんはANo.#11補足の２つの仮説から空気と水の違いについての答えを得る算段についても何か自分なりに思い描いておられるのでしょうか？
と言う言葉に対してお詫び致します。相手の考えている内容を良く理解せずに自分の勝手な思い込みによって周囲が同一の環境（水のみ、空気のみ）の比較としてしまったため、上のような質問をしてしまいましたが、ANo.#11補足（２）（３）は正にこの考えの適用により比較を行ったもので、それに対して私自身が異議を唱えていました。

　訂正ですがANo.#12の（２）（３）に関するコメントのところで、
＞しかし温度上昇が進むと空気の方でも放熱効率は上昇［<--低下］し上昇速度は低下します。
［］内の「低下」が誤りの部分です。（訂正して読まれていると思いますが一応訂正しておきます）

　暑いと感じる条件の１つとしてS'>があることの反証のための実験例を挙げていますが、後で考えてみて反例として挙げられるのか微妙であるようです。私の挙げた実験は皮膚感覚（指の感覚）として熱い・冷たいと感じるのにS'情報は不要と言うことです。これに対して体感的な暑い・寒いは皮膚の温度感覚と深い関係を持つもののこれが即暑い・寒いを感じるのにS'情報が使われることの反証にはならないと言うになります。微妙と言うより取り敢えずは撤回すべきかも知れません。

　また、空気と水に対して感じる温度感覚の器官が異なる可能性について考えるのはやはりおかしいです。ただ、同一温度に対して温かい、冷たいと言う感覚の違いがあることは３７度に限らずあると言うことは確実です。この点については熱伝導性の良いものに触ると熱が逃げて冷たく感じると言うことが言われますが、確かに室内においてあるものはすべて本、ガラス類、板（机）等、同じ温度に落ち着いているはずなのに触ってみると温かさ・冷たさが異なるように感じられます。

　そこで、室温ではなく３７度にして触って見れば空気・水以外での比較ができる考えて次のような実験をやってみました。厚さ１ｃｍ程度の板と発泡スチロール、厚さ４ｍｍ程度の金属（チタン）を用意し、これを３７度程度の風呂に２０分間入れて風呂と同じ温度とし、風呂の中においたまま、同じく風呂に浸かっていた手で触って温度感覚を確かめてみました。
　結果ですが、さわった感じはほんの少し温かく感じられ無くもないかなと言う程度で風呂の中で何にもさわっていない状態とほとんど同じでした。３者ともに共通で違いは特に見られませんでした。部屋に放置してあった状態で触ったときは金属、板、発泡スチロールの順に冷たく感じましたが、３７度の風呂の中では違いはほとんど（全くと言っても良い）見られませんでした。２、３秒および２、３０秒触っていましたが温かさの感じは触った直後から変わりませんでした。発泡スチロールについてはあとで室内にて熱湯に浸した後手早く拭いて手で触ってみることを試しましたがわずかに暖かみを感じると言う結果でした。
　以上の結果は空気との関係を無視して、発泡スチロールによる断熱の影響（またはそれぞれの熱伝導率の違いから出て来る皮膚側の温度への影響）が感じ取れるほど大きくないとすると（この仮定自体それほどおかしいと思われず）熱の収支・流れ等、納得できる解釈が可能と思います。しかし、空気も含めた説明は難しいですね．．．．

補足

議論して戴いたことを参考にして、おおざっぱながら、以下のモデルを考案しました。

●深部温Td(t)と皮膚の血流量F(t)
代謝で熱Q(t)が発生し、血流F(t)が熱q(t)を運ぶことで冷却されます。深部温の見かけの比熱をAとします。
●環境温 Te(t)と環境の熱伝導率C
環境の温度は皮膚から十分離れたところで測るものと考えます。
●皮膚温 S(t)
環境との間では、皮膚温Sと環境温Teとの温度差に比例する（比例係数C)熱がやりとりされます。Cは空気の場合Cairと水Cwaterでは数十倍違います。(Cwaterの方が大きい）
また深部温との間では、皮膚温Sと深部温Tdとの温度差に比例し（比例係数A)、また皮膚の血流量F(t)に依存する熱量がやりとりされます。皮膚の「見かけの比熱」をBとします。
発汗による冷却の影響は無視します。（ですから、空気は相対湿度100%の場合だけを考えます。）
●血流量のフィードバック
血流量Fは、通常、深部温を理想状態Td_ideal（約38度）に保つようにコントロールされますが、最大値Fmaxおよび最小値Fminがあって、Fmin≦F(t)≦Fmaxとなります。通常は代謝熱Qを運び出すようにフィードバックされる訳ですが、気温・水温が高ければ深部温が理想状態Td_idealからずれてしまうこともあり、これを補正する働きもある筈です。そこで、Td(t)-Td_idealを検知して、高感度でフィードバックされると考え、フィードバックのゲイン（定数）をEとします。
すると、
∂Td/∂t = D(Q - q)
q= A F (Td - S)
∂S/∂t = B(q - C(S - Te))
f=E(Td-Td_ideal)/A/(Td-S)
F= if f<0 then Fmax else max(Fmin,min(Fmax,f))
というモデルができます。
　ただし、Td<Td_idealのときには代謝熱Qを増やすというフィードバックが考えられますが、このモデルには組み込んでありません。日射で皮膚が温められる効果も入っていません（が、これは簡単に付け加えられます。）
　また、Td<Sの場合f<0となり、これは血流を増やすほど却って皮膚から熱を貰ってTdが上昇してしまう状況です。このとき、おそらく身体は発汗によってSを下げつつTdを冷却しようとするだろうと考えて、f<0のときはF=Fmaxになるものと仮定しました。（その場合にはF=FminにしてTdの上昇を最小限にする、という「戦略」もないとは言えないけれども、もしそうなら、FはSがTdの近くを多少上下するだけでF=FminとF=maxのどちらかを頻繁に切り替えることになってしまい、現実にはありそうにない気がします。）

(1) １４度の空気中に長時間居て平衡状態に至ると、
S=(14+Q/Cair), Td=Td_ideal
となるはずです。Td=Td_ideal, S'=0です。
(2) ここで、Te=37度の空気中に入ると、Sがほとんど直線的に上昇します。(S'>0)すると、Fが上昇しはじめ、SがTdに近くなってくるとFが急上昇します。すぐにFがFmaxに至ってもう上がらなくなります。それでもSは上昇を続けます。代謝熱が十分放出できないために、ついにTdが上昇を始めます。これによって、Sも少しずつ上昇し続けます。（のぼせた状態であり、いずれぶっ倒れるでしょう。）
(3)空気中でのぼせる前に（Tdがほとんど上昇せず、S<Teであるうちに）Te=37度の水中に入ると、S=Te+Q/Cwaterになります。Cwaterは（Cairに比べ）非常に大きいので、S≒Teです。これに伴って、Fも急に定常値に至り、そこで安定します。
一方、空気中でのぼせてからTe=37度の水中に入ると、Sが急激に変化してS≒Teになります。F=Fmaxのまま、上がりすぎたTdを低下させます。Td=Td_idealまで下がるとFは急に低下して安定します。最終的には、のぼせる前に水に入ったのと同じ状態です。
(4)水中から再び空気中に出ると、既にS≒Teとなっているから、代謝熱が放出できず即座にSが上昇します。するとFが増加しますが、ほぼ瞬時にFmaxに達してしまい、熱がこもってTdが上昇しはじめます。F=Fmaxのまま、TdとSが共に上昇していきます。Td>Td_ideal, S>Te, Td'～S'>0の状態です。

　このモデルで見ると、暑いと感じるのはS'>0であったりF=Fmaxのときに対応しているようで、また、のぼせたり気分が悪くなるのはTd>Td_idealでしかもTd'>0のときの様に思われました。
　しかし、発泡スチロールの実験に関してはまだよく分からないです。

回答No.12

tgb

ANo.#11の補足は考え方が一目で分かるようになってわかりやすく参考になりました。
　これを見ながら考えてみました。補足に関して順に番号を付け、疑問点をコメントします。はっきり結論をもって書いた内容ではないですが参考になればと思います。

（２）（３）では（２）でS'>0、（３）でS'=0というのは疑問の「余地」があります。
水・空気いずれの場合もSが上昇します。上昇して外界より皮膚温が高いという温度勾配が形成されて初めて皮膚を通した外向きの熱の流れが出てきます。内側から供給される熱と外に排出される熱のバランスが得られるまで皮膚温はいずれの場合でも上昇します。ただ、初期のわずかな温度差（水、空気にほぼ共通の値と言っていいでしょう）に対して水の方が放熱し安いため、空気の場合の方が温度上昇が速いでしょう。しかし温度上昇が進むと空気の方でも放熱効率は低下し上昇速度は低下します。その結果としての時間経過に伴う放熱効率の変化をもっと詳細に調べ、差異が温かさの違いとして認識できるレベルかどうかのチェックが必要と思われます。

（３）（４）ではゆっくり温度を３７度から３８度に変化させると普通なら感じられる（と思われる）暖かさ（温度の高い方がより温かいと言う）は感じられないことになります。閾値の問題も絡むので難しいですが．．．

（５）汗をかいている状態の人は自分が暑いと感じながら汗をかいているのでしょうか？それとも知識に基づいて汗をかくのは暑いときだから暑いと判断しているだけで実際は暑くはないのでしょうか？
　私は汗をかきながら定常状態を保っている場合は次のように考えるべきではないかと思います。汗をかいているときは、ほんのわずかであるが（場合によってはかなり）体温の異常が感知されている（暑いと感じている）これにより発汗機能が作動して外部からの熱による（内部生産熱の放出の阻害による）さらなる体温の上昇を防いでいる。（または発汗機能の効果が効き過ぎて体温が正常になったらそこで再び外部からの熱の供給による体温上昇が起こるまで短い間だが一旦発汗機能は停止する。この発汗機能スイッチのオンオフ切り替えは実際に起こっていたとしても見た目には観察されない。）　少し暑いと感じたら少し汗をかく、すごく暑いと感じたらいっぱい汗をかく。やはり単純に暑いから汗をかき、暑いながらも汗によって体の恒常性が追随的に保たれている（S'=0）と考えるべきだと思います。

（６）話を一歩進めて部屋の冷房温度をさらに下げても時間をおけば皮膚温もさらに低下してそこでまた安定した状態を作ることができると思います。ただし今度の場合は冷房が効きすぎて寒いため、体全体が自然に震えてしまい、このようにして初めて平衡が保てる状態だったとします。この場合、本人は温度を下げても少ししたら前と同じ温かさ（寒さ）になったとは感じないのではないでしょうか。

　温感を決めるのにSが関わらずS'のみが関わるとすることには疑問を感じました。そこで、テーブルの上でできる簡単な実験をやってみました。小さなカップに温度の異なる水を入れておきます。温度は適当です。はっきり違いが認識でき、指を入れて健康を害さない程度であれば特に制約はいらないと思います。そこで同じ指を双方のカップの水に交互に入れます。１秒未満の速いピッチで行うと温かい冷たいの違いがはっきりと交互に感じられます。１０～２０秒の間隔を置いても温かい冷たいの感覚はカップを変えたことに瞬時に追随しその後持続します。特に、熱から冷への変化ではS'>0となる筈ですが感覚としては冷となります。体全体でも結果は同じになるのではないでしょうか。やはり温度感覚としては温度そのものを感じ、閾値の問題がこれを複雑にしていると考えた方が良いのではないでしょうか。

　どういうときに暑い（寒い）を感じるか感じないかと言うことであれば、心理的な要素もたぶんに入ることになると思います。ありふれた例ですが：
・他のことに熱中すると感じなくなる
・上と多少似ていますが大けがをして痛みが優先するため寒さがそっちのけになる
・これから寒中水泳をやろうと意気込んでいる人とこの寒いのにアホなと考える人とは微妙に異なるのではないかと思います。（正確に言うなら同一人がそのどちらの心境にあるかによりことなる）
その他に心理的な要素とはちょっと異なると思いますが：
・同じ状態が続くと感じ方が鈍る（閾値の問題）
　　今回の問題でこれが絡んで判断が難しいと思われる部分があったように思います
・長期的な慣れの問題（この「長期的」の時間スケールは小から大までいろいろあるように思えます。）
　　同じ温度でもしばらく温かい日が続いたあとの寒い日とその逆の場合で感じ方が異なります。
　　朝温かい布団から出て感じることができるのでこれは閾値の問題とは異なると思います。
　　（実感としては、単に記憶を利用して両者の比較を行うと言うよりは今感じている温かさ・寒さがどのようなものか以前に感じた温かさ・寒さの記憶をたどって比較しているように思われます。）
　　私は寒い地方に滞在した知人から春になって０度になると暑くてみんなＴシャツ・裸になると言う話を聞いて驚いた記憶があります。
　と言うようなことが考えられます。

　以上はある１つの環境（空気であれ、水であれ）に置かれたときに暑く（寒く）感じるかどうかについてですが、話を変えて（元に戻して）同じ温度でも周りが空気か水かによって感じ方が異なる理由についてです。
　前回では同じ温度でも水と空気で感じ方が３７度の場合に限らず違うと言うことを述べましたがよく考えてみると日常生活の中では違うと言うことをはっきりと意識しないまでも無意識に当たり前に受け入れていたような気がします。
＞暑いと熱いはどうも違うようですし…
と言うことはそう言うことでしょうか。だとすると改めて疑問に思うこともないように思えますが、その上で、空気にさらされる場合の体感温度と水にさらされる場合の体感温度は異なる感覚器官によるものなのかあるいは同一なのかと問い直すこともできます。この問いについては私には知識が乏しすぎます（あるいはトンチンカンな質問なのかも知れませんが）．．．
２つの体感温度が異なるという前提をたてた場合、水に入ったときにそれまで感じていた空気による体感温度はどうなるかと考えると心許なくなります。同一とした場合、水と空気で異なる体感温度が感じられる仕組みが分かりませんが、いずれにしても温度感覚についてのもう少し詳しい知識を得ないとこれ以上議論が進まないのかも知れません。

　これくらいが私にできる議論の限界のように思えます。
　stomachmanさんはANo.#11補足の２つの仮説から空気と水の違いについての答えを得る算段についても何か自分なりに思い描いておられるのでしょうか？

補足

度々のご回答ありがとうございます。議論して戴いたおかげで、すこしづつ見通しが出てきたような気がしています。

>（２）（３）では（２）でS'>0、（３）でS'=0というのは疑問の「余地」があります。

と仰るのは、(3)●37度の水中：「暑くない」(No.10補足の(C),(E)) のとき、「S'=0」とするのはおかしいのではないか、という事ですね。
　stomachmanがS'=0としたのは以下の考察に依ります：
「湯に幾らでも長時間浸かっていられる」ということは「代謝で生じた熱が皮膚を通して排出されるプロセスが定常状態にある」ものと考えられます。平衡状態だからSは経時変化せず、ゆえにS'=0です。しかし温度分布が位置に依らず一様だと言っているのではありません。皮膚からxmmの位置における水温をW(x)とします。（簡単のため水の動きはないものとします。）するとW(0)は皮膚温に等しく、また皮膚を通して単位時間あたり常に一定量の熱が水中に逃げていくのであるから、W(x)はxに関する単調減少関数でなくてはならず、またxが大きい場所における水温は37度のはずです。だから皮膚温は（回答No.11の補足ではイーカゲンに「皮膚温=水温＜深部温」と書いてますが、これは(2)●37度の空気中での状況との違いを強調するためであって）厳密にはS=W(0)>37度であり、皮膚に近いところでの水温W(x)はW(0)>W(x)>37度となっています。このような平衡状態は生理的なフィードバック(奪われる熱が多すぎれば皮膚の血流を減らして皮膚温を下げ、熱がこもるようなら血流を増やして皮膚温を上げる）によって維持されるのかも知れません。参考までに、具体的にW(x)がどんな関数であるか考えてみました。単純化して、体を定常的熱源であって表面温度が一様の半径Ｒの球とし、球の中心から距離x+Rの位置における温度をW(x)とすると、熱の収支から：
W(x)=A/(x+R)+37　（R,Aは定数, x>0)
が得られます。どうでしょうか？

> （３）（４）ではゆっくり温度を３７度から３８度に変化させると普通なら感じられる（と思われる）暖かさ（温度の高い方がより温かいと言う）は感じられないことになります。

仰る意味がよく分かりませんが、(3)●37度の水中と(4)●38度の水中では、どちらも「風呂としてはぬるい」わけで、37度に比べたら38度の方が暖かいのは事実です。また37度の水中ならのぼせないが、38度ではのぼせます。

> 汗をかいているときは、ほんのわずかであるが（場合によってはかなり）体温の異常が感知されている（暑いと感じている）これにより発汗機能が作動して外部からの熱による（内部生産熱の放出の阻害による）さらなる体温の上昇を防いでいる。

(5)●３８度の乾燥空気の部屋に入る場合について、まさしくその通りだと思います。また、＜暑いと感じるから生理的フィードバックメカニズムが働いている＞のではなくて、＜既にフィードバックが活発に働いていて危険であるから「暑い」という信号(qualia)が生じ、暑さから逃れる行動を促す＞という仕掛けなのではないかと想像しています。

>（６）話を一歩進めて部屋の冷房温度をさらに下げても

　この場合も＜フィードバックが既に活発に働いていて危険であるから「寒い」という信号が生じ、寒さから逃れる行動を促す＞仕掛けなのではないかと想像しています。

> 私の挙げた実験は皮膚感覚（指の感覚）として熱い・冷たいと感じるのにS'情報は不要と言うことです。

とのことですが、コップの実験については、何を実証しようとなさっているのかイマヒトツ理解できません。

> 特に、熱から冷への変化ではS'>0となる筈ですが感覚としては冷となります。

とありますが、皮膚温の時間変化 S'=∂S/∂t は、お湯に浸けたあと冷水に浸ければS'<0となるのではないでしょうか。

　心理的要素については、もちろん無視できないでしょうけれど、工夫してできるだけ切り分けたいのです。なんでもごたまぜにして「複雑だね。不思議だね。」で思考停止していては中学生に笑われますからね～(^o^)

回答No.13でご紹介くださった、いろんなモノを風呂に浸けて触ってみる実験は面白いです。どうも「熱い」と「暑い」は違うんでしょうかね。かなり接触面積がないと「暑さ」は分からないのかも。

回答No.11

tgb

面目丸つぶれです。私がANo.#2の実験報告を見逃していたためにだめ押しの実験をさせてしまって、言い訳のしようもありません。

　体温の変化がどうなるかがポイントでこれにつきるとみて、基本的に大きな違いはないのではと言うことから前回の結論に至ったのですが、ちょっと（だいぶ）浅はかで、実際にははっきりした違いが感じられると言うことのようです。
　体温が変化するのを見るには熱の流れを追えばいい訳でそのためには体内温度が与えられて周囲温度が与えられているのであと皮膚温度が分かれば皮膚の外側内側の温度勾配が分かって議論しやすくなり・・・、となるのですが、皮膚温度をどう設定（仮定）しても空気の場合に体温が上がると言うことの説明はうまくできそうもないようです。さらに実験報告を見ると水と空気が入れ替わるとほとんど時間をおかず感じ方が変化するようで、熱の移動の議論は全く無意味のように思われます。
　こうなるとお手上げ状態です。このような中で何か理屈をつけるとすれば、温度感覚自体が水と空気で変化するという理屈ぐらいでしょうか？　万策尽きて現象をそのまま受け入れるとするとそのぐらいしか考えられないので、そのセンで考えてみました。以下、小説でも読む感覚で進めてください。

　風呂で暑くないのは空気で感じられる暑さとしての感覚が阻害されるためであろうと考えこれは物理の話ではなく生物学・生理学に近いと考え、方向転換してちょっと調べてみると温度感覚には４つの温度帯域に対する感覚があると言うことが分かりました。寒暖計のイメージとはだいぶ異なりおもしろく、自分の目的に合いそうな感じがしないでもないが、直接水と空気で感じ方が異なることの説明には結びつきません。そこで何とか結びつかないかといろいろ考えていると自分の感覚として部屋の温度を今感じていないと言うことに気づきました。これかなと思って考えを進めると、風呂の中で感じられない温度帯と風呂の外で感じる温度帯が出て来ます。しかし、これは風呂も空気も同じ温度なので同じ温度帯になることは自明です。すると水の場合と空気の場合で感覚が異なり、場合によって温度帯が異なっていないと異なる感覚は得られないと言うことになります。そんなことある？と言うことになるのですが、そうだとすると実際にぬるかったり、暑かったりと言うことが簡単に説明できます（と言うより自明です）。そこで異なるかも知れないと考えます。一旦異なるとすると温度帯の考えはどうなろうとこの際はどうでも良くなるので、取り敢えずはこの点に絞って考えてみようと言うことにしました。どこかに考え方のミスはないか証明はできないかと言うことになると、すぐに簡単な実験が思い浮かべられます。今、部屋の温度を感じていないのならこれと同じ温度の水で温度をどう感じるかやってみようと言うことになります。stomachmanさんの実験に比べたらはずかしい程ですがやってみました。お椀にお湯を入れてその後水を少しずつ加えて行きながら熱い、温かい、ぬるい、何も感じない、少し冷たいと、ここで部屋の温度と同じになりました。感じる方の温度は指を入れて測りました。室温では体全体でもそうですが指でも何も感じません。この感じ方の変化は水を拭いたあとわずかな残映のような冷たさが残った（冷やされた指の温度？）のを除けばほぼ瞬時です。３７度だけでなく何度だろうと水と空気では初めから感じ方がずれているのではないかとこの時思いました。自分としては確信に近いものがありますがその点は前回も同じで、確実かどうかについては自信ありません。温度感覚について生理学的にもっと詳しく調べてみる必要があるように思います。

補足

実験はここんとこ毎日のように繰り返しております。どうかお気になさらずに。
現在のところ、
仮説：「暑いのは、皮膚温Sの上昇率S'がS'>0である、あるいは『汗をかいてSを下げないとS'>0となる』状況である、ということと関係しているのではないか？」
仮説：「のぼせるかどうかは、体内の代謝による余剰熱の処理ができるかどうか、つまり深部温Dに依存する。」
ということを考えています。

●皮膚温が低い状態で３7度(湿度100%)の空気中：「暑いが苦しいほどではない」(No.10補足の(B))
空気の断熱性のため、熱が伝わりにくい。皮膚温<<気温＜深部温であるから余剰熱と空気が共に皮膚温を徐々に上昇させ、これに伴って血液の温度が上昇する。しかし皮膚温は１５分では37度に至らない。(S'>0)
●皮膚温37度の状態で37度(湿度100%)の空気中：「暑苦しく、のぼせる」（No.10補足の(D))
皮膚温=気温＜深部温であり、熱が逃げない。このため、余剰熱によって皮膚温が上昇する。皮膚温＞気温となるが、空気の断熱性のため、余剰熱が逃げにくい。このため皮膚温と深部温が上昇。(S'>0)
●37度の水中：「暑くない」(No.10補足の(C),(E))
皮膚温がすぐに水温と同じになると、以後、皮膚温=水温＜深部温である。余剰熱は皮膚を通して流れ出て、皮膚温、深部温は安定している。(S'=0)
●３８度の水中:「暑くないがだんだんのぼせる」（中学科学クラブの実験）
皮膚温がすぐに水温と同じになると、皮膚温=水温=深部温である。余剰熱が深部温・皮膚温を上げて初めて冷却されるのであるから、深部温が少し高くなった状態で安定する。(S'=0)
●３８度の乾燥空気の部屋に入る：「汗をかき、暑いがのぼせない」（中学科学クラブの実験）
深部温＝気温＞皮膚温である。皮膚温が8分で36度まで上昇し(S'>0)、その後汗の気化熱により34度まで低下して安定。(S'=0であるが、発汗が必要）
●冷房の効いた部屋に入る:「かなり涼しいがだんだん慣れる」（中学科学クラブの実験）
気温＜皮膚温＜深部温であるが、皮膚温が次第に低下(S'<0)し、これに伴って皮膚から外部への熱流量が減少して平衡に近づく。(S'=0)
●冷えた空気中で、強い日差しを浴びる：「暑い」（経験より）
日射によって皮膚温（あるいは皮下数ミリでの温度）が加熱され、空気の断熱性のために熱が逃げにくいため、皮膚温が上昇する。(S'>0)

次には水風呂に入って冷たい→慣れる→出ると暑いか寒いか、というような実験も考えなくちゃならず、気合いおよび体調と相談中です。

それに、暑いと熱いはどうも違うようですし…

回答No.10

tgb

条件が揃っていて本当に水と空気の違いだけの比較になっているのか注意すべきではないでしょうか？　この意味で３つの例を考えてみます。
（１）違わないだろうと思える例
　３７度の部屋に２、３時間（健康上の問題があって不可能なら適当に調整して健康に支障ないように可能な限り高いレベルを保つようにしながら徐々に温度を上げ最終的に３７度とするでも良い）置かれて暑くて閉口している人がその部屋の中に用意されている室温と同じ水温の風呂に入ることを許されたとしたとき、暑さから解放されてほの暖かい心地よさを感じるとか、あるいは場合によっては少し物足りなくてあと１、２度水温を上げて欲しいと感じるとか言うことはないでしょう。
（２）風呂の方が温かいだろうと思える例
　１５度の寒い部屋に２、３時間置かれて体が十分に冷えた後、３７度の部屋の中の３７度の風呂に入るのと３７度の部屋の中だが風呂には入らない場合を考えます。（条件をそろえるという意味では風呂に入らない場合は首筋を少しぬらして体から出て行く熱量を調整すると言うことも考えられます。）この場合３７度の部屋は暑くてかなわんと言う人はいなくて、どちらもほっと一息つくことになるのだろうと思いますが、暖まるという観点からは風呂の方を選びたいです。この際、３７度の室温が暑苦しいものではないだろうと言うことと、さらに３７度の空気を浴びるだけでは物足りなくて３７度の風呂を選ぶだろうということです。（私も含めてそう思う人が多いのではないかと思いますが、中には実地に試すまでは風呂に入らない方が暑い（温かい）に違いないと思う人があるかも知れません）
（３）どっちか分からないと言う例
　２５度の快適な部屋（このくらいが快適に感じる温度でしょう）に２、３時間置かれて十分リラックスした後、（２）のような２つの選択肢を与えたとします。この場合正直なところ私にははっきりしたことが分かりません。敢えて言うなら質問として提示されている通り、風呂はぬるく、空気は暑いと感じるようにも思えます。ここではっきりしないというのはそうでない可能性も少しぐらいはありそうに思えるからです。（以下のコメント参照）

　体に触れられて心地よいと感じるか不快と感じるかの違いとまでは言わないまでも感じる・感じないの議論だけに心理的な要素（習慣・期待感）もかなり強いのではないかと思います。熱くなければ風呂でないと言うような人にとっては３７度の気温が我慢ならないのと同じくらい３７度の風呂はぬるくて我慢ならないかも知れませんが、３７度の風呂は熱くて我慢ならんと言う人もあるでしょう（日本人には少ないでしょうが）。６０度のお茶はそんなぬるいお茶が飲めるかと言う人もあればそんな熱いものが飲めるかという人が無いこともないでしょう。ちょっと無理な比較ですが６０度のぬるいお茶と４４度の熱いお湯は習慣に基づく期待感と言う風に考えればあながち無理とも言えないかも知れません。

　（３）の例は（２）の温度差を小さくしただけと見ることができます。とすると意外と実際のところは風呂がぬるくなかったりするかも知れません。ただ、環境に対する人体の適応の面から考えた場合（３）では体が余裕を持って順応できているのでその人の感じ方次第でどう感じようとも体にとってはそれほど大事ではないと思います。この点から好み説もあり得るように思えます。
（３）で体が温まるプロセスを考えた場合、最初２５度の部屋にいたので暖まりはじめには皮膚温は周囲の空気の３７度、体の内部の３８度より低い状態にあり、空気から皮膚への内向きの熱流束と体の内部から皮膚への外向きの熱流束の両方からの熱の流れによって加熱され温度上昇するものと思います。この状況は水の場合も空気の場合も変わりありません。しかし、内向きの熱流束は常識的に考えて空気の場合よりも水の方が大きいと思います。体の内部から外に向かう熱の流れは基本的には大きくは変わらず、外からの熱の供給の違いによる皮膚温の上昇速度に左右される結果としての差異をわずかに生じさせるぐらいでしょう。全体としては温度差が小さいので双方とも緩やかに（水の方がわずかに速い上昇速度で）温度が上昇すると思われます。これを捉えてどちらを温かく感じるか、はっきりと軍配が上がるのか、私は自信がありません。注意深く条件をそろえるよう配慮の上でもう一度実地検証した方が良いのかも知れません。

補足

詳細なご回答をありがとうございます。
　まず、回答No.2の「お礼」欄にひとつ実験報告がありますので、是非ご参照ください。
　さて、ご回答は「質問したような現象がそもそも本当にあるのかどうか」という問題提起ですね。特に、実験開始時の皮膚温に依って結果が大きく違うのではないか、というご指摘ですが、確かに影響があると思います。回答No.1の参考URLにある中学校科学クラブの研究でも、気温が高い室内に入ると皮膚温が大きく変化することが記録されていますし。そこで、ご指摘の点を考慮した実験を行ったので、以下に報告します。

(A)気温１４度の部屋に１時間待機。（ぱんつ着用。寒いけど震えるほどじゃないです。）
約１０分掛けて浴室の気温を37度に最終調整し、ぱんつ解除、入室。
(B)空気中（１５分間）
１分後、皮膚が水滴で覆われる。
２分後、暑さを感じるが辛くはない。皮膚を舐めるとしょっぱいので発汗と確認。ときどき自分自身を団扇で扇ぐと、かなり熱い風を感じる。このことから、皮膚温は37度以下である。特に息苦しくはない。
５分後、暑いが辛いほどではない。
１０分後、暑いが辛いほどではない。多少息苦しさがある。
１５分間後、ときどき自分自身を団扇で扇ぐと、かなり熱い風を感じる。このことから、皮膚温は37度以下である。多少息苦しさがある。まだ十分耐えられるが、水温37度の風呂に入る。
(C)水中（１０分間）
直後、風呂としてはぬるく、熱くも冷たくもないが、皮膚温より温度が若干高いことは分かる。イヤではないが、特別気持ちよいとも思わない。
５分後、熱くも冷たくもない。ぬるいとは思わなくなったが、皮膚温より水温が少し低いようにも感じる。多少息苦しさがある。
１０分後、熱くも冷たくもない。まだずっと入っていられるが、気温37度の空気中に出る。
(D)空気中（１０分間）
１分後、暑苦しく感じる。自分自身を団扇で扇ぐと、ほぼ風しか感じない。このことから、皮膚温は気温とほぼ同じだと思われる。
５分後、発汗が著しい。火照る。暑苦しくてイヤである。息苦しい。自分自身を団扇で扇ぐと、少し涼しい。皮膚温の方が気温より高いのであろうか。
１０分後、もお暑いってば。入浴する。
(E)水中（１０分間）
１分後、熱くも暑くもなく、むしろ少し涼しい。火照りが治まっていく。水が気持ちよい。多少息苦しさがある。
５分後、もはや涼しいとは思わないが、息苦しくもなく、とても快適である。ミスで気温が35度に低下していたことに気づき、気温を上げる。再び少し息苦しさを感じるが、湯は快適である。
１０分後、気温37度を確認し、空気中に出る。
(F)空気中
直後、やっぱり暑苦しい。
５分後、暑い。あーもう終わり終わり。

>（１）違わないだろうと思える例
> 中には実地に試すまでは風呂に入らない方が暑い（温かい）に違いないと思う人があるかも知れません

●そう仰るからにはtgbさんも実地に試されたのでしょう。でもお説と違って、(D)→(E)ではホントにホッとしましたよ。甚だしい個人差があるんでしょうか。それとも何か見落としている決定的な条件があるのでしょうか？

>（２）風呂の方が温かいだろうと思える例

●お説の通り、(A)→(B)では、(C)→(D)の時のような耐え難い暑さはなかった。室温37度で15分では、皮膚温が低いままであるようです。時間を延ばせば皮膚温が気温近くまで上がるのかも知れません。ただし、37度の空気では暖まるのに物足りない、ということはありませんでした。(B)→(C)でも、「水に入ったためにすぐ暖まった」という感覚はなかったです。（もちろん事実は皮膚温が急に上がったに違いないのですが。）事前の冷やし方が足りなかった？（もう、そうなると命がけかも。）

>（３）どっちか分からないと言う例

●No.2の「お礼」欄で報告した実験は、21-23度の室内に2時間以上いた後で行ったものです。（書き漏らしました。）お説の通り、最初に37度の風呂に入って「ややぬるい」と感じた訳です。
21-23度の室内から直接37度(相対湿度100%)の空気が充満した浴室に入るという実験は、また今度やってみます。

> 感じる・感じないの議論だけに心理的な要素（習慣・期待感）もかなり強いのではないかと思います。

●水温37度の風呂が暑くも熱くも寒くも冷たくもないのは確かです。でも「ぬるい」のか「丁度良い」のかについては（水温37度に慣れて来ちゃったこともあってでしょう、）どっちとも言えるような感じがしています。
しかしながら、上記(D)における37度(相対湿度100%)の空気の暑苦しさは、そういう嗜好のレベルを明らかに超えていると思います。ほんとにtgbさんは平気だったんですか？

是非、再度のご教示をお願い致します。

回答No.9

noname#11476

参考までに述べますと体内深部の内臓などの温度は３８度程度のようです。
この温度を一定にすることを考えると、体内から皮膚表面までの熱伝統率Ｒａと、皮膚表面から外界に向けての熱伝導率Ｒｂより、直接空気又は水により放熱される熱量Ｑは、皮膚温度をＴｓ、外気温をＴとして、

Ｑ＝（３８－Ｔｓ）×Ｒａ＝（Ｔｓ－Ｔ）×Ｒｂ

が成立します。Ｑが大きい、つまり３８－Ｔｓが大きいと寒く感じ、３８－Ｔｓが小さいと暖かく感じます。
（体内深部の温度３８と皮膚の温度差により冷気を感じるし、また体内深部の温度自体がＱが大きいと下がってくるため）
つまり、（Ｔｓ－Ｔ）×Ｒｂが大きいと寒く、小さいと暖かく（暑く）感じるわけです。

空気のＲｂと水のＲｂでは桁違いに水のＲｂの方が大きいです。
（熱は分子が運び手となりますので、体表面の単位面積あたりに接触している分子数が桁違いに違うことを考えれば容易に理解できると思います。空気では水に対してほんのわずかな分子しか接触しません）

では、同じ暖かさ、すなわち（Ｔｓ－Ｔ）×Ｒｂが同一となる条件を水と空気で考えると、たとえば空気のＲｂが水の１／１００とすれば（こんなに違いがあるかどうかはわかりませんが）、Ｑが同一になるには、Ｔｓ－Ｔの温度差は、空気の方が１００倍大きい必要があります。

上記考えを更に進めると、

Ｑ＝（３８－Ｔ）×Ｒ　（Ｒは合成熱伝導率で　Ｒ＝１／（１／Ｒａ＋１／Ｒｂ））で算出）

と外気温Ｔとの関係のみのシンプルな形にすると、Ｒの大きな水では外気温Ｔの変化に対してＱの変化は非常に敏感ですから、少しの温度変化に対してもＱが大きく変わることになります。
これは、風呂の温度では３８でぬるく感じるが４２度になると非常に暑く感じるというわずか４度の違いがものすごい違いに感じるのに対して、気温の方は割と気温変化に対してマイルドに感じる、少なくとも２～３度の違いはあまりわからないことが多いという経験的にわかっていることにも一致します。

なんとなくつじつまがあっていると思いません？

補足

度々のご回答ありがとうございます。

しかし、残念ながらなんとなく辻褄が合わない気がします。
Q=(38-Ts)Ra=(Ts-T)Rb
と仮定すれば、確かに
Ts=(38Ra+TRb)/(Ra+Rb)
と
Q=(38-T)(1/Ra+1/Rb)
が出ます。Ra>0は生理的フィードバックによって大きく動くと思われますが、それはおそらくQによって決まるはずですから、Ra(Q)と考えて良いでしょう。
空気中にいる場合、空気の温度をTair、空気と皮膚の間のRb値をRairとして、流れる熱量は
Q=(38-Tair)(1/Rair+1/Ra(Q))
水中にいる場合、水の温度をTaq、水と皮膚の間のRb値をRaqとして
Q=(38-Taq)(1/Raq+1/Ra(Q))
である。そして両者のQが同じになるときには、気温Tairの空気中にいるのと、水温Taqの水中にいるのとで同じ「暑さ」となる筈ですね。（これがご回答No.8,9の要点と思います。）
で、その条件を式に書くと
(38-Taq)(1/Raq+1/Ra(Qaq))=(38-Tair)(1/Rair+1/Ra(Qair))
ですから、（Rair, Raq, Ra(Q)が幾らであろうとも）Tair=38のときには右辺は0となり、従ってTwater=38となります。３８度なら、どちらも同じ感じがするはずである。

「なのに、３８度の室内は暑いのに、３８度のお風呂はぬるい。なんでだろう？」

No.1の中学校科学クラブが問題を提起したときの認識に、我々はようやく追いつけた、ということのようですよ？

回答No.8

noname#11476

私は単純に人間が暑い／寒いと感じるのは、

　・暑いとき．．．自分の発生する熱をうまく発散できないとき
　・寒いとき．．．自分の発生する熱がどんどん奪われるとき

の違いだと理解していました。
大事な点は、人間は恒温動物ですから、自分で熱を発生させて、それを一定に保とうとしていることです。
とこが人間の体にはクーリング機能はなく、熱の発生量だけで調節しています。また体内の活動は停止できないので一定熱量がたえず作られているということです。

空気というのはきわめて断熱性が高いですから、無風で空気が動かない場合は、ほとんど皮膚から外に熱が出て行きません。ただ空気自体の温度がかなり低く温度差があれば自分の周りの空気が熱をよく奪ってくれるので（熱の移動は温度差に比例）涼しさを感じることが出来ます。

空気の湿度が低い場合は、発汗した水分の気化熱により冷やされる効果も加わります。

では、水はどうかというと、水は空気に比べると大変温度を伝えやすい物質なので、自分の肌からどんどん温度は水に伝わり逃げていきます。
人間の体温は約３７度ですから、これ以下では熱の逃げ方が早すぎて寒く感じてしまいます。

４０度位のお湯ですとあったかーいと感じることが出来ますけど、長時間は無理ですよね。
熱の流入が多いからのぼせてしまいます。（このときの温度差４０－３７＝３度の勾配で熱が入ってくる）

空気の場合も寒いところで温風を浴びると３７度～４０度でもあったかいと感じて暑いとは感じないので、一時的なものであれば、問題は無いけど長期間となると熱の流入バランスとしては３０度でも自分の熱が外に逃がしきれないから暑く感じてくるということなのかと思います。

物理的に熱伝導率を考えると上記のように思われます。

（空気は熱伝達物質としては水よりもはるかに悪いので、エンジンなどでは小型の小出力エンジンは空冷でがんばりますけど、大きなエンジンは必ず水冷にするのも同じ理由です）

補足

なるほど、です。回答No.2も考慮すると：
単位時間あたり、体内で発生する熱量をQとし、体表から流出する熱量をC、呼吸による換気で失う熱量をVとするとき、
D=Q-C-V
室内では
C=(皮膚温-気温)×(空気の熱伝導率)×(体表面積)+(放射熱)+(単位時間当たりの汗の気化熱)
風呂では
C=(皮膚温-水温)×(水の熱伝導率)×(体表面積) +(放射熱)
であり、Vについては風呂でも室内と似たようなもの。
　そして、Dの値が暑い寒いを決める（概ねDの符号で決まる）というお説だと思います。もし生理の仕組みが合理的であれば、こうなっているはず。確かにそうですね。
　Qは基礎代謝による熱量Q0よりも大きい。日射がある場合、それによる加温でQが増える。運動していてもQが大きくなる。
　ん～。これは説得力あります。
　血液の温度はほぼDで決まると考えられるから、視床下部にあるという深部温感がこれを感じているんだろうと思えます。（すると、皮膚の温感は局所的に皮膚温を見ていますから、暑い寒いより、むしろ熱い冷たいを感じているのでしょうか。）
　回答No.1やNo.7の資料と整合するのかどうか、検討してみます。

回答No.7

airpackin

＜人が暑いと感じる仕組み
　　おもしろい研究発表を見つけました
（参考ｕｒｌ／自動車室内における日射と人体温熱感の面からの快適性研究）。
４９ページの「４．日射から温感への展開」から温度の感じ方の説明が載ってます。
　　私なりに読み解くと・・・・・人の温度の感じ方は、手や顔などの部分温感（皮膚の温覚・冷覚で決定される）と、温度が全身の快・不快に判断される全身温感（血流温度を視床下部付近で検知して脳に伝えられ涼しくて快適、暑すぎて不快など判断される）の２つある。
　皮膚の温覚は３００μｍの深さにあり、日光はそれより深いところ（１０００～６０００μｍ）に浸透するので、部分温感では感じられず、皮下組織が温められて血流温度が上昇してそれを検知して初めて暖かい（又は暑い）と感じられる、つまり日光は全身温感で感じられる。
　　　だから　冷房の効いた中　背中だけ日光が当たっていても、快・不快の判断も込みで温度が認識され「暑い」と感じるのだと思います。そして皮下組織の温度が上昇し続ければその温度は温覚のところまで届き、「背中が暑い」とも感じるのでしょう。

＜気温に比べて皮膚温が高い時に寒いと感じる
　　科学クラブの「皮膚温と外気温の差に注目」の４を見ると
「しばらくすると皮膚温と外部の温度の差が少なくなるので寒さを感じなくなる」のように書いてあります。

参考URL：

http://www.denso.co.jp/DTR/vol4_no2/dissertation8.pdf

補足

ホントに面白い資料をご紹介戴き、有り難うございます。
(1)全身温感は脳視床下部の感覚器（温度受容器）が血液温度を測ることで決まり、部分温感は皮膚に分布している感覚器（温度受容器）が皮膚温を測ることで決まる。
(2)太陽光の放射を受けたとき、皮膚の感覚器の深さ（皮下0.3mm）よりも深い、皮下1～6mm辺りがよく熱せられるから、ただちに温感にはならない。暫く蓄熱して初めて、血液の温度上昇がおこり、これが脳視床下部で感知される。
(3)気温と温感とはあまり相関せず、頭部皮膚温と温感は強い正の相関がある。
(4)高齢者は（皮膚の）温度受容器の数が青年に比べ少ないため、日射量変化に一般的に敏感でない。
(5)青年では、男性に比べ女性は皮膚温が上がりにくく、気温、日射変化に敏感でない。
と書いてあるように思います。(1)は科学クラブの生徒も知っていましたね。(2)は深いといっても僅か数ミリ以内であり、ホントに熱が伝わらないのか（目をつぶっていても身体が日に当たっているかどうかなどすぐに分かるんだから、熱は伝わるのだと思いますよ）、また血液が熱を運び去るなら蓄熱による温度上昇には上限があるわけで、う～ん、ちと眉唾と思います。
(3)は皮膚温と（主観的）温感が強い正の相関を持つ。「皮膚温に比べて気温が高いと暑いと感じる」という科学クラブの説に対して、「皮膚温が高いほど暑いと感じる」は一見対立しているようにも見えますが、残念ながら皮膚温と気温を同時に測ったデータになっていないから、なんとも言えません。科学クラブの方が良い研究をしていますね。（なお、頭以外の部位の皮膚温も分かりませんから、頭皮に特別の意味があるかどうかも不明。）
(4)は(2)と真っ向対立しています。(2)によれば皮膚の温度受容器の数など関係ないはずですから。(5)はおそらく皮下脂肪の効果でしょう。（表皮の光の透過性もあるかも知れないけれど。）皮下組織の熱容量が大きく、皮膚温は短時間では変化しないということですが、これも(2)とはなんだか対立する話のように思われます。
　本題に戻って、(2)に従って日射を全身温感で暑いと感じるのだとすると、血液の温度上昇が必要ですけれど、空調で体温を奪われている。少なくとも日陰の部分や肺の中ではそうなっていますから、心臓と肺で混合を受ける静脈血の温度上昇が本当に生じるのかどうかから疑わねばならないように思います。
う～ん、う～ん…

回答No.6

noname#19361

皆さんのやり取りを見ていて、ある重要と思われる点に触れられていないように思えたので、参考までに投稿しようと思います。
それは一言で言うと、「層」の存在とでも言いましょうか。参考ＵＲＬに少しだけ触れていたので、ご覧になってください。少し見つけにくいのですが、195番目の質問の回答に書かれております。
（ただ冷房の効いた部屋の問いについてはあまり参考にはならないと思われます。）

参考URL：

http://www.md.ccnw.ne.jp/noraneko/newpage159.htm

補足

ご回答有り難うございます。
回答No.1の本文中、並びに回答No.3の参考URLでご紹介いただいた説と概ね同じのようですね。昔からよく聞く説明ですけれども、これでは「体温より高い温度の風呂がぬるく、同じ温度の空気なら暑い」ということが説明できないと思います。

「層」という概念に関しては、皮膚からの距離をxとして、場所xにおける温度をT(x)とするとき、T(x)は連続関数でしかありえません。言い換えればxを無限小変化させただけで有限の大きさの温度差があるということはなく、 つまり、Δx→0のとき、T(x+Δx)-T(x)→0になる。ですから、湯の場合にも温度層はあるに違いなく、従って、温度層の有無ではなく、温度差の空間的勾配（これが単位時間に熱が伝導する量を決めている)や、離れた場所からの放射まで含めて考察しなくては意味がないと思います。

さらに、温度層について検討しただけでは、「暑いと感じるかどうか」は説明できないとも考えますが、如何でしょうか。

回答No.5

airpackin

＜冷房をガンガン効かせて～窓から強い日差しをマトモに受けていて暑い
　　この場合の暑く感じるというのは、太陽光中の遠赤外線のせいだと思います。
遠赤外線は空気に吸収されにくく、物質に直接エネルギーをつたえ、物質の分子振動が励起されて物質そのものが熱を上げる（暖められる）わけです。その上　表面から内部に（遠赤外線ヒーターの場合は皮膚表面から４ｃｍ深さに）浸透するので、それだけ暖められる部分が多くなるみたいです。
　日光が当たっていたら床や畳も暖まってしまい放射熱で室温上昇の方向に働くので、「省エネのため冷房中はカーテンを閉めましょう」などというのでしょう。

補足

丁寧なご解説を有り難うございます。
温度上昇の物理だけではなく、暑いと感じる人間の仕組みがどうなってるのかも問題だと思うんです。（ですから物理学ではなく科学のカテゴリーに質問を上げました。）
で、日差しを暑く感じるのは皮膚温が上がるからでしょうか。それとも、皮膚よりだいぶ深いところの温度が上がるからでしょうか。あるいは、放射を受けていることを直接感じているのでしょうか。

回答No.1の参考URLでご紹介戴いた中学校科学クラブの説によれば、気温に比べて皮膚温が低い時に暑いと感じ、気温に比べて皮膚温が高い時に寒いと感じるということです。だとすると、冷房の部屋で日差しを浴びると、気温に比べ皮膚温が高くなっている訳ですから、寒く感じる筈ですよね？

（ところで、放射に関しては、小さい風呂と巨大な風呂（温泉や銭湯）ではまるで条件が違いますから、同じ水温であっても違う感じを受けておかしくないと考えています。温泉がキクというのは、成分の化学よりも赤外線放射の物理の問題ではないかと、密かに疑ってるんです、実は。）

回答No.4

heyboy

気温３７℃は
・湿度が高く汗が出ても冷却しない
・頭も暑い
・日差しが強い

お風呂の３７℃は
・実は全身汗をかいた状態と
同じになり体温が下がりやすい

でしょうか？

補足

ご回答有り難うございます。
体温より低い温度の風呂の話については、No.1の回答にもご紹介がありました。
でもこちらは、体温より高い温度の風呂がぬるいのはなぜか、という質問です。３７度の空気と３７度のお湯を比べれば、体温が下がりやすいのは空気の方であることは明らかですから、お説には納得いきません。