車内販売の紙コップが手元に集まった。前回は、これを使って、滑りにくさを測定した。
今回は、もうひとつ測定したかったことを測ることにした。それは、「紙コップの保温性能」である。温かいコーヒーを、どのくらいの間、温かい状態を保つことができるか、実際に測ることにした。
【1】『使用した紙コップ』
使用した紙コップは、前回の実験と同じく7種類だ。
上の写真の前列右から
Ａ「グリーン車」・・・スーパービュー踊り子グリーン車の紙コップ
Ｂ「東海道新幹線」・・・「ひかり」で使われていたＩＣカード使用可の宣伝絵柄
Ｃ「ＪＲ九州」・・・ＪＲ九州の紙コップ
後列の右から
Ｄ「ＪＲ東日本」・・・はやぶさ等で使われている紙コップ
Ｅ「みそ汁」・・・山陽新幹線でみそ汁が入っていた紙コップ
Ｆ「山陽新幹線」・・・山陽新幹線でコーヒーが入っていた紙コップ
Ｇ「100均くまもん」・・・比較のために100円均一で買った「くまもん柄」
【2】『実験方法』
65度のお湯を150ｍＬ、紙コップに入れてフタをする。実際のホットコーヒーの分量は、150ｍＬより少し少ないくらいだ。
そして、フタをしたまま温度計をさす。10分おきに温度を測定して、どの程度まで保温できているかをチェックする。
【3】『測定データ』
65度のお湯は、次の温度になった。データを読むのが面倒な方は、飛ばして【4】に進んでください。
7種類の紙コップを、上記のＡ～Ｇの記号で表示する。測定値は、0.5℃きざみとした。（受験生の方は、最小目盛の10分の1まで読み取るのが適切ですので念のため）
≪10分後≫ なお、この時の室温は21℃だった。
Ａ51.5℃、Ｂ51.5℃、Ｃ52℃、Ｄ51.5℃、Ｅ52℃、Ｆ52℃、Ｇ50.5℃
Ｇの「100円均一くまもん」以外は、ほぼ52℃。65℃から13℃下がった。ほぼ一致している。
≪20分後≫
Ａ47℃、Ｂ46.5℃、Ｃ47℃、Ｄ47℃、Ｅ47℃、Ｆ47.5℃、Ｇ45.5℃
さすがに「100円均一くまもん」は温度が下がったが、これ以外は1℃の範囲に入っている。
≪30分後≫
Ａ43℃、Ｂ43℃、Ｃ43℃、Ｄ43℃、Ｅ43.5℃、Ｆ44℃、Ｇ41.5℃
30分たっても1℃の範囲内。各社の紙コップで、温度の変化はほとんどないことがわかる。
≪40分後≫
Ａ40.5℃、Ｂ40℃、Ｃ40℃、Ｄ40℃、Ｅ40.5℃、Ｆ41℃、Ｇ39℃
各社とも変化はない。40℃はお風呂の温度だが、飲むと結構ぬるく感じる。
≪50分後≫
Ａ38℃、Ｂ37.5℃、Ｃ37.5℃、Ｄ37.5℃、Ｅ38℃、Ｆ38℃、Ｇ36.5℃
50分たって、ようやく体温に近くなった。ここで実験は終了だ。
【4】『分かったこと』
この実験で、次のことが判明した。
（1）紙コップによる差はほとんどない
車内販売で使われていた紙コップは6種類だ。しかし、温度の変化は1℃以内だ。初め65℃だったお湯が、30分経ったら43℃～44℃で、それぞれの紙コップの断熱効果の差は、ほとんどない。各社の紙コップは、そこそこ断熱効果はあると言えそうだ。
普通の薄い紙コップ「100円均一くまもん」であっても、それより約2℃低い程度で、決定的な差は出なかった。材質を少し工夫しても、大きな差にはならないと言える。
（2）保温時間は結構長そうだが・・
この条件の下では、20分で47℃、40分で40℃くらいと、かなりの長時間、温かい状態で保てる。
「この条件下」というのが、「全く飲まずにフタをした状態」という、あまりない条件だ。普通は、砂糖やミルクを入れてかきまぜ、少しずつ飲んでいくものだ。最後まで150ｍＬの数値だが、実際は100ｍＬ、50ｍＬと減って行けば、一気に温度が下がりそうだ。
なお、私は実に変わった飲み方をする。熱い状態で少し飲んで、あとはぬるくなって味が変わった状態で飲むのが好きだから、冷めるのＯＫだけど。
【5】『他の材質は？』
紙コップの温度差は、予想に反してほとんどなかった。やや面白くないから、もう一つ実験することにした。
紙コップでなくて、スチール缶だったら、どうなるだろうか？
65℃のお湯に、「缶コーヒー・ボス微糖」を15分間入れた。これで缶全体が65℃になった。これをヤカンから取り出して、実験を行った。65℃の鉄は、銅や銀ほどではないが熱をよく伝えるから、2～3秒なら持つことができたが、かなり熱く感じた。
フタを開けないまま木の板の上に置き、20分経った時点で、缶のフタを開けた。そして温度計をコーヒーの中に入れたら、47.5℃だった。紙コップと全く同じ温度である。紙コップとスチール缶が、全く同じ温度になった。冷めやすさは、紙コップとスチール缶は、変わらないのである。
もちろん、厳密には同じ条件ではない。たとえば、「珈琲のボス」は中身が185ｇだから、中身が紙コップより多く、若干有利に働いた可能性はある。また鉄は紙コップより重く、比熱を考えれば更に多くの65℃の水と同等と考えることもできる。
【6】『まとめ』
確かに紙コップは、断熱効果が高い。でも、せっかく車内販売で、温かいコーヒー頼んだんだよ。冷める前の美味しい時に、コーヒー飲んだ方が、いいんじゃないかな？