毎年夏になると、世界中の記者がオリー・ジェイに電話をかけ、ある質問をします。「夏に熱い飲み物を飲むと本当に涼しくなるのか?」 「暑い日に熱い飲み物を飲むという昔からの言い伝えは、本当に共感を呼んでいると思います」とジェイ氏は言う。彼は現在、シドニー大学の熱人間工学研究所の所長を務めている。しかし、2012年にオタワ大学の人間運動学部に在籍していたとき、彼は熱い飲み物は少なくともある程度は体を冷やすことができるという論文を発表した。 ジェイと彼のチームは、9 人の男性に、汗を蒸発させるファンの風を当てながら 75 分間自転車に乗らせました。被験者は、氷のように冷たい 35°F から熱い 122°F までの温度の水を飲みました。研究者たちは、被験者が自転車に乗りながら熱い水を飲んだ場合、常温の水を飲んだ場合に比べて、熱という形で 56 キロジュール多くエネルギーを失ったことを発見しました。しかし、被験者が冷たい液体を飲んだ場合、同じ状況と比較して、実際には 21 キロジュール多くエネルギーを得たのです。 「これはある意味矛盾した考えです」とジェイは言う。「冷たい液体は体内に入ると冷たく感じますが、発汗が減るので実際に涼しくなるわけではありません。」 このエネルギー交換の鍵となるのは、汗です。皮膚から蒸発する汗 1 グラムごとに、約 2.43 キロジュールのエネルギーが失われます。お湯を飲んだ男性は、水から 52 キロジュールの余分な熱を得ました。しかし、汗が体から流れ出始めると、男性は汗の蒸発によって 108 キロジュールの熱も失いました。冷たい飲み物の場合は、逆のことが起こりました。男性は汗をはるかに少なく発し、したがって蒸発も少なくなりました。冷水は 138 キロジュールの体温を下げましたが、皮膚からの蒸発が減ったことで保持された 159 キロジュールを相殺するには十分ではありませんでした。サイクリストが常温の水を飲んだ場合、得た熱量と失った熱量は同じままでした。 そうですね、熱い飲み物を飲むと汗をかき、体温が下がりますが、冷たい飲み物を飲むと体温は下がりますが、それだけでは十分ではありません。では、8月の焼けつくような午後の真っ只中に、誰もが熱いお茶を飲み始めるべきでしょうか? おそらくそうではありません。 「私は暑い日に熱い飲み物を飲むことを決して勧めません」とジェイは強調する。第一に、蒸発によって失われる熱は実際にはそれほど大きくないと彼は言う。第二に、実験は扇風機の前で行われた。これにより、サイクリストがかいた汗はすべて蒸発し、全体的な熱損失に貢献することが保証された。顔から汗が滴り落ちたり、タオルで拭き取ったりした場合、それは汗の粒が皮膚から蒸発しなかったことを意味し、汗の蒸発による熱損失の恩恵を受けなかったことになる。 しかし、水温と男性の発汗量にはどのような関係があるのでしょうか? 実験では被験者の体内温度は変化しませんでした。では、体はどうやって発汗量を減らすべきか増やすべきかを知ることができたのでしょうか? ジェイは、水が通る途中のどこかでそれが起こったに違いないと仮説を立てた。男性たちの胃か口には温度受容器と呼ばれる神経終末があり、これが温度を感知して発汗量の制御に大きく関わっていた。そこでジェイは2014年に新たな実験を行った。被験者はさまざまな温度の水で口をゆすぐか、口を完全に迂回するために鼻胃管を通して胃に直接水を注入した。 うがい水では発汗量は変化しないことが判明しました。しかし、胃に直接注入された水では変化がありました。冷たい水ではボランティアの発汗量は減り、熱い水では発汗量が増えました。 しかし、胃にあるこれらの受容体は、体内にある唯一の温度受容体ではありません。ご存知かもしれませんが、激しい運動の後、多くの人が首の後ろに氷嚢を当てて体を冷やします。「それは本当に気持ちいいでしょう?」とジェイは言います。「しかし、それでは脳を冷やすことはできません。」 皮膚のすぐ下には血液が流れているかもしれませんが、氷と血液の間で熱交換される量はあまり多くありません。その代わりに、そこにある神経終末が胃と同じように温度受容器として働き、実際には涼しくなくても涼しく感じさせます。 夜、暑すぎると感じて目が覚めたことがあるかもしれません。足にも同じような機能を持つ神経があります。「ベッドで涼しさを感じようとまずやろうとすることの 1 つは、シーツの下から足を出すことです」とジェイは言います。「得られる余分な冷却効果は、もちろんそれほど大きくはありませんが、涼しさや暑さの感じ方に不釣り合いな影響を及ぼします。」 これで、巨大なスラッシュアイスを食べたあとのほっとした気分や、湯気の立つコーヒーをそっとすすったときの汗は、胃の中の温度受容器のおかげであることがお分かりいただけたでしょう。しかし、暑い夏の日に涼むための最良の方法を探しているなら、おそらく屋内に入るか、少なくとも直射日光を避けたほうがよいでしょう。 答えてほしい科学的な質問がありますか? [email protected] にメールするか、#AskPopSci を付けてツイートするか、Facebook で教えてください。私たちが調べます。 |
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