一般小学生
まとめ
- 真空層や鏡面仕上げによって熱の伝わり方を物理的に遮断し、内部の温度を一定に保つための容器。
- 熱の三原則である「伝導」「対流」「放射」を効果的に防ぐ構造を持つ。
- 物体の色による放射熱の吸収率の違いや、赤外線を利用した非接触型体温計の原理とも深く関わっている。
解説
熱が移動する形態には「伝導」「対流」「放射」の3つがあります。ステンレスボトルは、内びんと外びんの間を真空状態にすることで、気体分子などによる熱の移動（伝導および対流）を極限まで抑制しています。
さらに、金属表面を鏡面仕上げにすることで、熱が電磁波として伝わる「放射」を反射し、内部の熱損失を防いでいます。放射熱の吸収率は物体の表面色に依存し、色が濃いほど放射エネルギーを効率よく吸収し、薄い色ほど反射しやすい性質があります。実験では、色を塗った試験管を日光に当てた場合、温度が上がる順番は「黒→青→赤→黄→白」となることが示されています。
小学生のみなさんへ
ステンレスボトルは、中に入れた飲み物の温度をずっとキープできる魔法のような水筒です。なぜ温度が変わらないのかというと、熱が伝わるのをじゃまする工夫がされているからです。
まず、ボトルの壁の中は「真空（しんくう）」といって、空気がまったくない状態になっています。熱は空気などを通って伝わりますが、空気がないと熱は移動できません。また、ボトルの内側は鏡のようにピカピカにみがき上げられています。これは、熱が光のように飛んでいく「放射」という現象をはね返すためです。
物の色によっても熱の吸収のしやすさは変わります。日光に当てたとき、黒い色は熱を吸収しやすく、白い色は熱をはね返します。実験では、黒、青、赤、黄、白の順番で温度が上がりやすくなることがわかっています。
ルラスタコラム
宇宙飛行士が着る宇宙服が白や銀色なのも、ステンレスボトルと同じ理由です。宇宙では太陽からの強い熱（放射熱）を直接受けるため、白や銀色で熱をはね返して、服の中の温度が上がりすぎないように守っているんですよ。
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