2023年01月12日

会館だより「かけはし」


カルガモのあしは冷たい水の中でも平気

〜水鳥のあしの仕組みとロスナイ換気の仕組みの共通項〜


 今年は寒い日が続きます。早朝、健康のためにと近くの公園に散歩に行くと、凍るような池の水に、カルガモがのんびりと浮いているのを見つけました。カルガモ.jpg

 鳥の羽が野外の寒さからその身を守ることは、私たちが羽毛布団にくるまってみればよくわかります。しかし、あしの先には羽毛がありません。もしも人間が冬の冷たい池の中に手や足を入れていたら、たちまちしもやけになってしまうし、ひどいときには凍傷になって、その部分の組織が死んでしまいます。しかし水鳥のあしが、しもやけになったり凍傷になったりしたという話は、聞いたことがありません。なぜ水鳥は、冷たい水の中にあしを入れていても、平気でいられるのでしょう。

 鳥の体のいろいろな部分で、体温がどう違うか調べてみると、胸のあたりは40℃前後あるのに対し、あしの先は5℃〜7℃くらいしかないことがわかります。常にあしが水に浸かっている水鳥の場合には、0℃近くまで下がっていることもあります。人間の足の組織は、このような低温には耐えられませんが、鳥のあしの組織は、低温でも平気なようにできているのです。また、鳥では、あしの動脈と静脈が接近していて、ここで動脈の血が静脈に冷やされ、静脈の血が動脈に温められるので、体全体が冷えてしまうということがありません。このような体の仕組みのおかげで、カルガモは平気で池に浮いていられるのです。

 さて、これと似ているのが、「ロスナイ換気」と呼ばれる建物の仕組みです。冬は、換気のために空気を外に出すときに、室内で温められた空気で外から取り込む空気を温め、夏は反対に、室内で冷やされた空気で外から取り込む空気を冷やす(熱交換)、という装置です。

ロスナイ1.png 成美教育文化会館のホールとギャラリーは、空調を作動させると、換気口に吸われた館内の空気の半分は外に出し、外から取り込む空気の半分は、ロスナイ換気によって温度を変えられた新鮮な空気になります。この仕組みによって、ドアを閉めきっていても、十分に換気が行われているのです。

 その他の部屋については、一本一本の蛍光管の裏に換気口(会議室や和室などは別な場所)が開けられていロスナイ2.pngて、室内の照明をつけると、天井裏のファンが作動してロスナイ換気が行われる仕組みになっています。元々は、閉め切っていても室内の空気が汚れないようにという目的でつけられた装置ですが、コロナ禍で換気が必要とされるなかでは、安心して利用できる施設になっていると思います。            (T.Y.)

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2022年12月01日

会館だより「かけはし」


お風呂のお湯はなぜ上の方の温度が高い?

〜 この冬の省エネに、科学の原理から迫る!! 〜

お風呂.png だんだんと寒くなってきて、お風呂が恋しい季節になりました。浴槽に適温のお湯をためる方式のお風呂には当てはまりませんが、冷たい水を温める方式のお風呂では、丁度いいと思って入ったのに、下の方はまだ温まっていなかったという経験をしたことがあるのではないでしょうか。

 『物の温まり方は三種類! @伝導 A放射 B対流』

  @ 「伝導」は物の中を熱が伝わる温まり方です。熱い紅茶のカップに入れた金属のスプーンの元のところが、だんだんと熱くなっていくのがその例です。

  A 「放射」は「輻射(ふくしゃ)」ともいい、雲の間から太陽が顔を出すと即座に暖かく感じるのがその例です。太陽からの放射熱が、遠くから何もない宇宙空間を旅して、地球までやってくるのです。

  B 「対流」は水や空気がぐるぐる動いて、全体が温まっていく熱の伝わり方です。最初に挙げたお風呂のお湯の温まり方はこの例の一つです。

 『対流は対流しない?』

対流@.png ところで、書物で「対流」のところの解説を読むと、お風呂は下の方の温められた水が上に移動し、上の方の温かい水が下に移動して、ぐるぐる回りながら全体が温まっていくと書いてあります。でも実際には、かきまぜないと、なかなか全体が温まってくれません。このようなことは、珍しいことではありません。ストーブで暖められた部屋の椅子の上に立ってみると、下の方に比べて上の方がずっと温度が高くなっていることがわかります。ですからこの場合は、温度が高くなった空気や水は、だんだんと上の方にたまっていくというのが、正しい情報だと言えます。では、なぜ本に書いてある通りにならなかったのでしょう。

 『熱源が弱いと、対流は起きにくい!』

サーキュレータ.png 本に書いてある通りにならなかったのには、いろいろな原因が考えられますが、最も多いのは、熱源からの影響です。短時間に強い対流を起こすためには、かなり強い熱が必要なのです。鍋に水を入れて、コンロで端の方を熱すると、下の方の水が上がっていき、ぐるぐるまわりながら、やがて全体の温度が高くなっていきます。この時、鍋にお味噌などを少し入れてみると、動いている様子がよくわかると思います。

 温度の高い水や空気が、上の方にたまってしまったのは、熱源が弱いと、十分な水や空気の流れが起きないからです。でも水や空気が移動して、だんだんと全体の温度が高くなっていくという対流の温まり方には、違いありません。熱源が弱くても、長い時間かかれば、やがて全体が同じ温度になっていきます。                    (T.Y.)

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2022年11月11日

会館だより「かけはし」


イチョウは「生きた化石」といわれてるんだって!?

 イチョウが一年で一番目立つのは、葉が美しい黄色になる、秋の終わり頃です。

 イチョウは、「生きた化石」といわれることがあります。また、どこにでも生えていると思われがちなイチョウですが、不思議なことに、人が住んでいない山の中では、ほとんど見ることができません。

 化石などの調査から、イチョウの仲間は以前10種類以上あり、1億5000万年前には、地球上の多くの場所に生えていたことがわかっています。ところが、恐竜が絶滅した6600万年前、イチョウのほとんどは絶滅してしまい、中国の奥地に、たった1種だけ生き残ったのが、現在見られるイチョウなのです。また、化石で見られる葉の様子は、今と少しも違っていません。イチョウが「生きた化石」といわれるのはそういう理由があるからです。

イチョウ並木.jpg イチョウがよく見られるのは、道路や公園、神社やお寺、学校など、人が生活している場所か、その近くです。このことから、日本で見られるイチョウは、自然に生えたものではなく、人が植えたものだということがわかります。

 イチョウが、いつごろ中国から日本に伝わったのかは、まだよくわかっていません。しかし、千年以上前であることは確かです。秋に美しく黄葉し、幹は材木になり、葉や種子は薬や食べ物になるので、あちこちに植えられた結果、どこにでも見られる木になったのでしょう。

 このように、日本では身近に見られるイチョウですが、ヨーロッパに持ちこまれたのは、17世紀後半になってからです。当時、日本を旅したドイツの博物学者エンゲルベルト・ケンペルが、珍しい木として、ヨーロッパに紹介したのが最初と言われています。その後あちこちに植えられ、今ではヨーロッパだけでなく、アメリカの東海岸でもよく見られる木の一つになりました。

銀杏.jpg さて、イチョウの種子であるギンナンは、食べればほろ苦くおいしいですが、種子のまわりは、我慢できないほどの匂いです。しかし街路樹のイチョウには、ギンナンができません。神宮外苑や甲州街道には見事なイチョウ並木がありますが、その下にはギンナンが落ちていません。実は、イチョウには雄の花しか咲かない雄の木と、雌の花しか咲かない雌の木があり、ギンナンは雌の木にしかできないのです。街路樹として植える場合は、ギンナンができないよう、雄の木だけを植えるのが普通だからです。

 東京都福祉保健局のホームページには「食品衛生の窓」というページがあります。それによると、ギンナンを一度に多く食べると、おう吐、下痢、呼吸困難、けいれんなどを起こすことがあるそうです。しかし、中毒例として挙がっているのは、いずれも50個以上食べた際のものですから、少し食べるくらいは問題ないようです。(T.Y.)

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2022年10月06日

会館だより「かけはし」


地球は大きな磁石だ 〜磁石の指す向き〜

地球は磁石.jpg 方位磁針は、N極が北を指し、S極が南を指して止まります。でも正確にいうと、これは「北」を「北の方」、「南」を「南の方」という言葉に置き換える必要があります。それはどうしてかというと、磁石の指す北は、実際の北より少し西にずれているからです。どのくらいずれているかというのは場所によって違いますし、昔と今でも違います。現在、磁石だけを頼りに北へ100mまっすぐに進むと、北海道の稚内では20m弱、東京では10m以上、沖縄の那覇でも5m以上、西にずれた場所に行ってしまいます。

 では、なぜこのようなことが起きるのでしょう。実は、磁石が指すのは北磁極であって、北極点ではないからです。北磁極があれば南磁極というのもあるわけですが、どちらの磁極も、毎日のように少しずつ位置が変わっています。

歳差運動.jpg 200年前、日本で初めて正確な日本地図を作ったのは、伊能忠敬です。彼が全国を測量して歩いていた頃、磁石の北と地図の北は、ほぼ一致していました。しかし現在、北磁極は北極点から約1500km離れた所にあるため、日本では、北へ向かって歩くと、北の地方ほど西へずれてしまいます。南北方向がはっきりわかる大きな公園などに行くことがあったら、磁石を頼りに歩いてみて、方位のずれを体験してみると面白いでしょう。

 さて、古い地層の岩石を調べると、昔の地球の磁極の様子を知ることができます。それによると地球の南北は、過去に何回も入れ替わっていて、最後に南北が入れ替わってからでも約70万年経つそうです。そのため、そろそろまた逆転すると考えられていますが、南北の逆転は千年も一万年もかけてゆっくり行われるらしいので、朝起きたら突然南北が入れ替わっていた、ということはないようです。(T.Y.)

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2022年09月01日

会館だより「かけはし」

今宵は「月」にまつわるお話

 月には「新月しんげつ」「三日月みかづき」「満月まんげつ」「上弦の月じょうげんのつき」「下弦の月かげんのつき」という区別があります。「新月」というのは、見えない月のことです。

 小学4年生は、理科で、「三日月」「半月はんげつ」「満月」の違いを学びます。この時は「上弦・下弦」という言葉はでてきません。実は、同じ「半月」でも、これから満ちていく半月と、これから欠けていく半月とでは、欠けている部分も、見える時間も大きく違います。「上弦の月」と「下弦の月」をきちんと区別することができれば、今までよりもう少し、月を眺める楽しみが増すことでしょう。(小学6年生では、月と地球の関係を詳しく学習します。)

 「上弦の月」はこれから満ちていく月のことです。お昼ごろに東の空に出て、真夜中に西の空に沈みます。また、「下弦の月」はこれから欠けていく月のことです。真夜中に東の空に出て、次の日のお昼ごろに西の空に沈みます。よく見かける月の図では、左側が欠けているものを上弦の月、右側が欠けているものを下弦の月として紹介していますが、何度聞いても、右が上弦だったか左が上弦だったか、迷ってしまいます。

月の満ち欠け.png 上弦と下弦を迷わず区別するには、これから沈もうとする月で比べればいいのです。月を弓に見立て、沈む直前に「弓の弦」にあたる部分が、上に来るのが上弦の月、下に来るのが下弦の月というわけです。これなら、間違えることはありません。

 上弦の月、下弦の月という名前には、もうひとつ別な説もあります。上旬・中旬・下旬という言い方がありますが、これと同じように、月が満ちていくときだから上、満月を過ぎて月が欠けていくときだから下だというものです。

 今年の9月の満月は10日です。旧暦の8月15日の夜(十五夜)に見える月を「中秋の名月」と呼び、今年(2022年)は9月10日が丁度その日にあたります。この日は今でも「十五夜の月」として親しまれ、ススキや団子をお供えして月を眺める習慣が残っています。地方によっては里芋をお供えするところがあり、「芋名月(いもめいげつ)」とも呼ばれています。    (T.Y.)

posted by 豊島修練会 at 13:17| 会館だより「かけはし」 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする