車の冷却システムと潜熱
ものを温めたり冷やしたりすると、普通は温度が変わります。しかし、氷が水になったり、水が水蒸気になったりする時は、熱を加えても温度は変わりません。このように、ものの状態が変わる時に、温度は変わらずに出入りする熱を潜熱と言います。
例えば、冷凍庫から出した氷を常温に置いておくと、氷は徐々に溶けて水になります。この時、周りの空気から熱をもらって氷は溶けていますが、氷が全て水になるまでは温度は0度のままです。つまり、周りの熱は氷の温度を上げるためではなく、氷の状態を固体から液体に変えるために使われているのです。この熱が潜熱です。
同じように、やかんに水を入れて火にかけると、やがて水は沸騰して水蒸気になります。この時も、水温が100度になってから水蒸気になるまでは、熱を加えても温度は上がりません。この時の熱も潜熱で、水の状態を液体から気体に変えるために使われています。
潜熱は、私たちの生活に欠かせない車の冷却装置にも利用されています。車のエンジンは動く時にたくさんの熱を出しますが、この熱を冷やすために冷却水が用いられています。冷却水はエンジンルーム内を循環し、エンジンの熱を吸収します。そして、ラジエーターという部分で冷却水が熱を放出し、再びエンジンルームに戻ります。このラジエーターでは、冷却水が空気中に熱を逃がすだけでなく、冷却水の一部を蒸発させることで潜熱を奪い、より効率的にエンジンを冷やしているのです。
このように、潜熱は私たちの身の回りで様々なところで重要な役割を果たしています。温度の変化がない熱の出入りは、一見不思議な現象ですが、物質の状態変化には欠かせないものなのです。