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教養・雑学

サウナは高温なのになぜ火傷しないの?|熱伝導率と熱容量のせい

サウナは、ドライサウナとウエットサウナとに分けられます。

このうち、ドライサウナはサウナ室の温度は約100℃の高温になります。

ここでは、サウナは高温なのに、なぜ火傷しないのかを記載しています。

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サウナの種類

ウエットサウナ

ウエットサウナは、文字通り湿度が高いサウナのことです。

スチームサウナやミストサウナは、このウエットサウナに入ります。

温度は40~60℃、湿度は80~100%程度と低温高湿で、スチームは蒸気、ミストは霧で高い湿度にして、発汗を促します。

ドライサウナ

ドライサウナは、湿度が10%程度の乾燥したサウナで、高温サウナとも呼ばれています。

温度は80~100℃くらいに設定されていることが多いです。

単にサウナと呼ぶ場合には、通常ドライサウナのことを指します。

ドライサウナは高温なのになぜ火傷しないの?

100℃に設定されたドライサウナでは、サウナ室の下段は70℃、上段は100℃くらいの温度になり、湿度は10%前後の乾燥状態になります。

60℃の風呂に入ると火傷をしますが、サウナ室の中では100℃でも火傷することはなく、平気でいられます。これはどうしてなのでしょうか?

熱伝導率

サウナで火傷しない理由の一つは熱伝導率です。

物質には、熱を他の物質に伝える性質がありますが、その熱の伝わりやすさを熱伝導率といいます。

熱伝導率は厚さ1mの板の両端に1℃の温度差がある時、その板の1m2を1秒間に流れる熱量で表します。

気体、液体、固体の中では、気体が一番熱伝導率は小さくて熱が伝わりにくく、液体、固体の順に熱伝導率は大きくなります。

水、空気、水蒸気の熱伝導率は以下のようになり、水の熱伝導率は空気や水蒸気に比べて20倍以上大きな値となります。

熱伝導率
水  :0.68[W/mK]
空気 :0.032[W/mK]
水蒸気:0.024[W/mK]

40℃の風呂の湯に温度計を入れて温度を測定すると、数秒でほぼ40℃になりますが、40℃に設定された空箱の中に温度計を入れても40℃になるまでに数分はかかります。

この違いは、水と空気の熱伝導率の違いによります。

このように、空気の熱は人体に伝わりにくく、100℃のサウナ室にいても短時間なら火傷しないのです。

熱容量

サウナで火傷しないもう一つの理由は熱容量です。

同じ温度の物体でも、その中に蓄えている熱量は異なります。

物体の温度を1℃高めるのに必要な熱量が熱容量です。

単位体積当たり(mℓ)の水、空気、水蒸気の熱容量は以下のようになります。

水  :4.2[J/K・mℓ]
空気   :0.00092 [J/K・mℓ]
水蒸気:0.00121[J/K・mℓ]

水と空気、水蒸気の熱容量を比べると、水の方が空気や水蒸気より数千倍大きくなります。

そのため、熱湯に触れた場合には、大量の熱が体に伝わり、火傷を負ってしまいますが、サウナでは、熱がそれほど、体に移動しないので火傷しないのです。

サウナで火傷をしない3つ目の理由は、汗です。

100℃のサウナ室に入っていても、体の表面温度は100℃にはならず、体温より少し高いだけです。

サウナ室の中は空気が乾燥しているため、汗が蒸発する時に、気化熱として体表の熱を奪い、皮膚付近の温度が低くなっているからです。

夏の暑い日に、庭さきなどに打ち水をすると、涼しくなるのと同じ原理です。

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サウナの正しい入り方

サウナに入る前には、コップ1杯の水を飲んで水分を補給し、体を洗った後、水分を拭き、汗をかきやすくしておきましょう。

サウナ入浴は、標準的には、90~100℃のサウナに8~10分ほど入った後、冷水シャワーや水風呂で冷却します。

しばらく 休憩した後、再びサウナ入浴します。これを何度か繰り返します。

それぞれの時間の目安は、サウナ浴8~10分、水風呂1~2分、休憩8~12分程度です。

サウナ浴→水風呂→休憩を1セットとして、これを2~3回繰り返すと良いでしょう。

ネックレスなどのアクセサリーを身につけたままサウナ室入ると、アクセサリーの温度がすぐに高くなって、そこから火傷する危険性があるので、アクセサリーは外して入りましょう。

まとめ

水は空気や水蒸気と比較して、熱伝導率や熱容量が大きいので、入浴時に、風呂の湯が体に接触した時の熱の移動量は、サウナ室で空気や水蒸気から体に移動する熱量と比較してはるかに大きくなります。

サウナ室では約100℃の空気や水蒸気が皮膚と接触しても、皮膚温は体温より少し高いだけです。

これは皮膚についた汗の水分が蒸発して、気化熱を奪い皮膚近くの温度が低がるからです。

以上の理由により、サウナは高温なのに火傷しないのです。

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