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放熱量

一般小学生

まとめ

放熱
体の表面から外部環境へ放出される熱エネルギーの総量
  • 恒温動物において、生命維持に必要な体温を一定に保つための重要な調節因子である
  • 代謝によって生み出される「産熱量」とのバランスによって体温が決定される
  • 物理的には体の表面積が大きいほど放熱効率が高まり、体積に対する表面積の比率が影響する

解説

生物、特に恒温動物は、周囲の温度変化に関わらず体温を一定の範囲内に維持する必要があります。この体温調節のメカニズムは、体内で発生する熱(産熱)と、体外へ逃げる熱(放熱)のバランスを制御することで成り立っています。放熱は主に皮膚の表面から行われ、自律神経系が皮膚の血管の太さを変えたり、汗をかいたりすることでその量を調節します。

状態 血管の状態 放熱量の変化 主な調節手段
暑いとき 拡張(広がる) 増加する 皮膚温の上昇、発汗による気化熱
寒いとき 収縮(縮まる) 減少する 皮膚温の低下、ふるえによる産熱増加
コラム

放熱量は体の形状や大きさと密接に関係しています。これを説明する有名な法則に「ベルクマンの法則」と「アレンの法則」があります。寒い地域に住む動物は、体格を大きくすることで体重(体積)に対する表面積の割合を小さくし、放熱を抑えるように進化してきました。逆に、暑い地域に住む動物は、耳などの突出部を大きくすることで表面積を増やし、効率よく放熱を行っています。人間も暑いときには末梢血管を広げて血流を増やし、ラジエーターのように熱を逃がす仕組みを持っています。

小学生のみなさんへ

わたしたちの体は、いつも同じくらいの温度(体温)にたもたれています。この体温をちょうどよくするために、体から外へ熱をにがすことを「放熱量」といいます。

あついときは、体の表面にある血管を広げて、たくさんの血を流すことで熱を外ににがします。反対に、さむいときは血管をギュッとちぢめて、熱がにげないように守っています。このように、体はまわりの温度にあわせて、熱をにがす量をうまく調節ちょうせつしているのです。

ルラスタコラム

アフリカゾウの大きな耳は、うちわのようにあおぐためだけにあるのではありません。耳の中にたくさんの血管が通っていて、そこから熱をにがす「ラジエーター」のような役目をしています。あつい地域で生きるための、かしこい工夫ですね。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 放熱量とはどのような熱の量のことですか
体の表面から外部の環境へと逃げていく熱エネルギーの総量のことです
【応用】 暑いときに皮膚の血管が拡張するのはなぜですか
皮膚の表面近くを流れる血液量を増やし、体内の熱を効率よく外部へ逃がして(放熱量を増やして)体温の上昇を防ぐためです
【実践】 恒温動物において、体温が一定に保たれているとき、産熱量と放熱量の関係はどうなっていますか
産熱量と放熱量が等しくなり、バランスが保たれている状態です

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