冷媒

一般小学生

まとめ

  • エアコンや冷蔵庫などの内部を循環し、熱を一方から他方へと移動させる役割を担う物質のことです。
  • 液体気体になる「気化」の際に周囲から熱を奪い、気体が液体になる「液化」の際に熱を放出する性質を利用しています。
  • 物質の状態変化に伴うエネルギー(潜熱)の移動と、それに連動する体積の変化を理解する上で重要な概念です。

解説

エアコンが部屋を涼しくできるのは、室内機と室外機の間を「冷媒」が循環しているからです。室内機にたどり着いた冷媒は、液体から気体へと蒸発します。このとき、周りの空気から熱を奪う「気化熱」の仕組みによって、部屋の温度を下げます。

熱を蓄えた気体状の冷媒は、パイプを通って室外機へ運ばれます。室外機では、コンプレッサーで圧力をかけられることで冷媒が再び液体に戻り、蓄えていた熱を外に放出します。このように、冷媒が状態変化を繰り返すことで、効率的に熱を移動させているのです。

コラム

物質の状態変化は、体積の変化も伴います。例えば、氷と食塩を3対1の割合で混ぜた「寒剤」を使って水を冷やす実験では、水が凍って氷になると体積が増え、水位が上がることが確認できます。逆に、水を加熱して水蒸気に変えると、ポリエチレンの袋が大きく膨らむように、体積は劇的に増加します。冷媒の働きを学ぶことは、こうした物質の性質とエネルギーの関係を理解することに繋がります。

小学生のみなさんへ

エアコンや冷蔵庫の中には、熱を運ぶための「冷媒れいばい」という特別な物質が入っています。冷媒は、部屋の中の熱をつかまえて外に運び出したり、逆に外の熱を中に持ってきたりする「熱の運び屋さん」のような役割をしています。

冷媒は、液体えきたいから気体きたいになったり、気体から液体になったりすることで熱を動かします。水が氷になったり湯気になったりするのと同じ「状態じょうたいの変化」を利用しているのです。例えば、水が氷になるときは少しふくらんで体積が増えますし、水が水蒸気になるときは、ポリエチレンの袋をパンパンにふくらませるほど体積がとても大きくなります。

このように、物質ぶっしつの姿が変わるときには、熱が動いたり、大きさが変わったりするという不思議な性質があるのです。エアコンはこの仕組みを上手に使って、私たちの生活を快適かいてきにしてくれています。

ルラスタコラム

昔のエアコンには「フロン」という冷媒が使われていましたが、地球のまわりにあるオゾン層をこわしてしまうことがわかりました。そのため、今のエアコンには地球にやさしい新しいタイプの冷媒が使われているんですよ。

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