1。エネルギー伝達メカニズム
* 伝導: 直接接触による熱伝達。熱源(たとえば、sstovetop)は熱を鍋に伝達し、ポットは水分子に熱を透過して直接接触させます。
* 対流: 流体の動きを介した熱伝達。鍋の底の水が熱くなると、密度が低くなり、上昇します。より涼しい、密度の高い水はその代わりに沈み、水全体に熱を分配する循環電流を作成します。
* 放射: 電磁波を介した熱伝達。 伝導と対流と比較して沸騰水ではあまり有意ではありませんが、鍋や周囲の環境から鍋への赤外線放射を介していくつかの熱伝達が発生します。
2。エネルギーの保全法
エネルギーの保存法則は、エネルギーを作成または破壊することはできず、ある形式から別の形式にのみ変換されると述べています。 沸騰したお湯では、これは次のことを意味します。
* エネルギー入力: Stovetopは、水に熱エネルギー(熱)を提供します。
* エネルギー変換: この熱エネルギーにより、水分子がより速く振動し、運動エネルギーが増加します。
* エネルギー出力:
* 相変化: 水が熱くなると、エネルギーは水分子間の結合を破壊し、液体がガス(蒸気)に移行します。これには、かなりの量のエネルギーが必要です。
* 熱損失: 対流と放射により周囲の環境にエネルギーが失われますが、これは通常、沸騰に使用されるエネルギーよりも少ない量です。
3。サイクル
1. Stovetopは熱をポットに伝達します(伝導)。
2。ポットは熱を水に伝達します(伝導)。
3.対流電流は、水全体に熱を分配します。
4.水分子は熱を吸収し、運動エネルギーを増加させます。
5.水が標準的な大気圧で100°C(212°F)に達すると、エネルギー入力は水分子間の結合を破壊し、沸騰して蒸気に変わります。
本質的に、ストーブから供給されるエネルギーが水分子の運動エネルギーに変換され、その位相を液体からガスに変化させるために必要なエネルギーに変換されるため、エネルギーの保存法則が支持されます。 環境には少量のエネルギーが失われますが、大半は水を沸騰させるために使用されます。