実験環境を作る#3 – 日本の最低温度記録を目指してみる

前回で準備が整いましたので、実際に低温環境を作成して温度をはかっていきたいと思います。

https://data-logger.siaflab.jp/2020/12/04/%e5%ae%9f%e9%a8%93%e7%92%b0%e5%a2%83%e3%82%92%e4%bd%9c%e3%82%8b2-%e4%bf%9d%e5%86%b7%e5%ba%ab%e3%82%92%e4%bd%9c%e3%81%a3%e3%81%a6%e3%81%bf%e3%82%8b/

https://data-logger.siaflab.jp/2020/12/03/temperature_sensor/

 

今回、低温環境を作るために、ドライアイスを使って保冷庫内の温度を下げていきます。使ったのは1kgのドライアイス2個(大体1個700円程度で購入できました)。

保冷庫の中に、2つ積み、保冷庫内の底と蓋の付近、そして保冷庫の外に温度計のプローブを3つセットして計測開始です。

蓋をしめると一気に温度計の数値が下がっていきます。

 

30分くらいたったところでの温度は、左上T1が-27.6℃=保冷庫内の底、T2が-0.2℃=保冷庫内の蓋側、T3,T4は箱の外となっています。
最初の下がる勢いはなくなったのですが、全体的にゆっくり下がっていくのを計測できます。

ただ、この状態で最終的に1時間近く観測しても、-34℃が限界でした。

2020/12/03,18:45:52,18.0,18.0,18.1,OL - 観測開始時
2020/12/03,19:10:07,-34.2,0.6,17.3,OL - 最低気温

この状態からドライアイスはとけてないのですが徐々に気温が上がってきました。
原因としては、現在のところ推測ですが、ドライアイスが気化した際にでるドライアイスのふわふわ(成分は???)が空気の熱伝導を妨げて、下がる力が弱まった?などが考えられそうです。

ここで、新たに色々調べ、熱を空気に伝える触媒としてエタノールにドライアイスを浸して、実験を継続することにしました。

エタノールにドライアイスを浸した状態で、さらに観測を継続します。

ここから4つ目のプローブをエタノールの温度を観測できるようにした状態にしました。

すると、先ほどよりもぐんぐん温度が下がっていきます。最終的に、この日、エタノール自体は-57.7℃、保冷庫の底の気温は-34.8℃あたりまで観測することができました。

ドライアイスの温度が-80℃近いことを考えると、まだまだ改善の余地はありそうですが、一旦気温は-30℃を超えることはできましたが、日本の史上最低気温は-41℃とのことで、そこまでは到達できませんでした。(北海道旭川で最低気温-41℃が観測史上最も低い最低気温 - wikipedia)

次回の課題としては、この最低気温を超えることが目標になりそうです。