みなさん、こんにちは。
フォーサイト専任講師の姥谷です。
前回は熱力学のうち「基本的な用語」についてご紹介しましたので、今回は熱力学のうち「熱の移動」をご紹介していきたいと思います。
熱の移動については、以下のように①伝導、②対流、③放射（輻射）という３つがあります。
①伝導
熱が物質によって運ばれる現象のことをいいます。原子・分子の格子振動の伝播や自由電子の移動によって、熱が運ばれていきます。
また、熱の伝わりやすさは物質によって異なり、熱伝導率によって区別されます。
この値が大きいほど、熱は伝わりやすくなります。例えば、金属の中でも銀は熱伝導率が最も大きくなります。
物質の三態で熱伝導率を比較すると以下のようになります。従って、一般的に空気は熱伝導率が低いといえます。
固体＞液体＞気体
例
▪ 鉄棒を持って、その先端を火の中に入れたら手元の方まで次第に熱くなる
▪ アイロンをかけたら、その衣類が熱くなる
▪ コップにお湯を入れると、コップが熱くなる
②対流
熱が、温度差によって生じた液体または気体の移動によって、運ばれる現象のことをいいます。液体や気体は、温度が上昇すると膨張し密度が小さくなり軽くなるため上昇していきます。そこへ、周囲の低温の密度が大きく重い部分が流れ込むことで循環が生じます。
例
▪ ストーブで灯油を燃焼していたら、床面よりも天井近くの温度が高くなる
▪ ガスコンロで水を沸かすと、水の表面から温かくなる
▪ 冷却装置で冷やされた空気により、室内全体が冷やされる
③放射（輻射）
熱が放射線（電磁波）によって運ばれる現象のことをいいます。物質を介した熱の移動ではなく、放射線によって熱が運ばれるため、物質のない真空中であっても熱は伝わります。
例
▪ 天気のよい日に屋外で日光浴をしたら身体が温まる
▪ 太陽で地上の物が温められて温度が上昇する
▪ ストーブに近づくと、ストーブに向いた方が熱くなる
熱の移動に関しては、３つを区別するとともにその具体例を対応付けることが重要になります。
今回は熱力学のうち「熱の移動」についてご紹介しましたので、次回は熱力学のうち「熱膨張」についてご紹介していきたいと思います。
