非接触型体温計

一般小学生

まとめ

解説

熱が移動する仕組みには、物質を介して熱が伝わる「伝導」、液体気体循環によって熱が運ばれる「対流」、そして電磁波(赤外線)として熱が直接伝わる「放射」の3つの形態があります。非接触型体温計は、人間が体外へ常に放出しているこの赤外線をセンサーで捉えることで、瞬時に体温を測定しています。

この技術の背景には、物体は温度に応じた強度の赤外線を放射するという物理法則があります。従来の体温計のように、測定対象と体温計の温度が等しくなる(熱平衡に達する)のを待つ必要がないため、短時間での検温が可能です。また、直接肌に触れないため衛生的であり、感染症対策などの場面で広く活用されています。

コラム

物質の色と放射熱の関係については、色の濃いものほど放射熱を効率よく吸収し、薄いものほど反射するという性質があります。5色の試験管を用いた実験では、温度が上昇しやすい順に「黒→青→赤→黄→白」となることが示されています。

この熱の性質を応用した身近な例がステンレスボトル魔法瓶)です。内びんと外びんの間を「真空」にすることで伝導と対流を遮断し、さらに内部を鏡面仕上げにすることで放射による熱の逃げを防いでいます。非接触型体温計の仕組みを理解することは、これら熱力学の基礎を理解することにも繋がります。

小学生のみなさんへ

みなさんは、おでこに近づけるだけで体温がわかる体温計を使ったことはありますか?これは「非接触型体温計ひせっしょくがたたいおんけい」といって、体に直接ふれなくても温度がわかる便利な道具です。

私たちの体からは、目には見えない「赤外線せきがいせん」という熱の光が出ています。この体温計は、その光をセンサーでキャッチして温度を計算しています。熱の伝わり方には、直接ふれて伝わる「伝導でんどう」、空気や水が動いて伝わる「対流たいりゅう」、そして光のように離れていても伝わる「放射ほうしゃ」の3つがありますが、この体温計は「放射ほうしゃ」の仕組みを利用しているのです。

また、熱は色のこいものに吸収きゅうしゅうされやすいという性質があります。実験では、黒い色のついた入れ物が一番早く温度が上がり、白い色が一番上がりにくいことがわかっています。魔法びんの中が鏡のようにピカピカしているのも、この熱の光を反射はんしゃさせて、中身が冷めないように工夫されているからなんですよ。

ルラスタコラム

夏に白い服を着ると涼しく感じるのは、太陽の熱を反射してくれるからです。逆に黒い服は熱をどんどん吸収するので、冬に着ると暖かくなりやすいんですよ。色の違いで温度が変わるなんて不思議ですね!

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