まとめ
- 熱を伝えにくい性質（断熱性）を持ち、外部との熱の出入りを遮断するために用いられるポリスチレン樹脂の成形体。
- 理科の実験においては、熱の放出や吸収を防ぐための断熱材や、ビーカーを支える台座として広く利用される。
- 熱量の保存や熱平衡の測定実験において、測定誤差を最小限に抑えるための重要な役割を果たす。
解説
発泡スチロールは、その構造内に微細な気泡を大量に含んでいるため、熱伝導率が極めて低いという特徴があります。この性質を利用して、理科の実験では外部環境との熱交換を遮断する「断熱材」として活用されます。
例えば、温度の異なる水を混合して熱の移動を観察する実験では、高温の物体が失った熱量と、低温の物体が得た熱量が等しくなるという「熱量の保存」を確かめます。この際、容器から外部へ熱が逃げてしまうと正確なデータが得られません。そこで、発泡スチロール製の容器や台座を使用することで、熱の逃げを防ぎ、理論値に近い結果を得ることが可能になります。
具体的な計算例として、65℃の湯200gと5℃の水600gを混合し、最終的に20℃で一定（熱平衡状態）になった場合を考えます。湯が失った熱量は「200g × (65℃ – 20℃) = 9000cal」となり、水が得た熱量は「600g × (20℃ – 5℃) = 9000cal」となります。このように、外部との熱の出入りがない理想的な条件下では、両者の熱量は一致します。
発泡スチロールは、プラスチックをふくらませて作った、とても軽くて熱を伝えにくい材料です。中にはたくさんの空気が閉じ込められていて、その空気が熱の移動をじゃまするため、温かいものは温かいまま、冷たいものは冷たいまま保つことができます。
理科の実験では、お湯と水をまぜて温度の変化を調べるときによく使われます。ふつうのコップだと熱が外ににげてしまいますが、発泡スチロールの容器や台を使うと、熱が外ににげにくくなるので、正しい結果を出すことができるのです。
発泡スチロールは、実は98パーセントが空気でできています。プラスチックの部分はたったの2パーセントしかありません。だからあんなに軽くて、熱をさえぎる力が強いのですね。
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