熱エネルギーは、熱伝達中にある場所から別の場所に移動します。原子や分子は本質的に動的エネルギーと熱エネルギーを持っているため、すべての物質は熱を伝達します。熱伝達は、システムとその周囲の間の温度差の結果として生じる熱の流れです。温度と熱の移動は熱伝達の基本原理です。熱の伝達には、熱の伝達に使用される媒体の種類、つまり伝導、対流、放射の 3 種類があります。伝導は熱エネルギーの直接伝達であり、対流は実際の物質の動きによって引き起こされる熱の移動であり、放射は電磁波を使用したエネルギーの伝達です。

伝導とは何ですか?

固体物体には、伝導と呼ばれる熱伝達の形式が存在します。これは、熱が 1 つの分子から別の分子に直接伝達されるプロセスとして説明できます。分子は本質的に動くのではなく、ただお互いに多かれ少なかれ急速に振動するだけです。伝導は分子が互いに接触する必要があるため、対流や放射よりも時間がかかります。エネルギー密度の高い原子や分子は、他の粒子とより頻繁に衝突し、よりダイナミックなエネルギーを持ちます。暑いですね。熱い物質と冷たい物質が衝突すると、少量のエネルギーが伝達され、その後伝導が追い出されます。

例

• バーナーで鍋を加熱します。
• 衣類にアイロンをかけると、繊維がアイロンの熱を受け取ります。
• 熱した鉄を挿入することにより水が加熱されます。
• 湯気が立つコーヒーカップと触れ合う。
• 手のひらが氷で冷やされています。

対流とは何ですか?

対流は、流体または液体の流れによって可能になる、ある場所から別の場所への熱の伝達であり、液体と気体の両方で発生します。流体は加熱されると膨張し、密度が減少します。上方に移動すると、加熱された流体が熱源に向かって押し下げられ、その上にあった冷たい流体が分離されます。冷たい流体が温まって上昇するにつれて、流体は常に高熱の領域から低熱の領域へ移動します。

例

ピーナッツ vs 落花生

• バーナーを使用して水を加熱します。
• 陸と海の風
• 加熱コンポーネントまたはガス炎のみを使用するオーブンとは対照的に、対流式オーブンは加熱された空気を循環させながら、より均一に調理します。
• 暖かい空気は上昇し、冷却され、下降します。
• 氷が溶けていく。

放射線とは何ですか?

対流と伝導の両方で、熱を伝達する輸送手段が必要です。比較すると、放射は、2 つの物体の間に物理的な接触が行われない熱伝達の一形態です。放射線は、輸送媒体を必要としない熱伝達プロセスに与えられた名前です。熱は分子を通過しないため、波の中での熱の移動を暗示します。熱は、物体を近づけなくても物体間で伝達できます。熱を移動させるこの方法には電磁放射が含まれます。

例

• 暖炉によって熱がエリア内に放射されます。
• あなたの肌は太陽の放射によって温められています。
• 焚き火やストーブの近くで感じる快適さ。
• 白熱電球が発する光。
• 食品の熱エネルギーは、電子レンジ調理器が生成するマイクロ波放射によって増加します。

伝導、対流、放射の違い