熱は、分子レベルから始まり、徐々に上昇する一種のエネルギーです。物質に力が加えられると、その物質の分子はある方向または別の方向に動きます。分子は加熱されると振動し始めますが、周囲の分子にも熱が伝わり、分子も振動します。
熱エネルギーは、十分な熱がある限り、ある物体から別の物体へ、または物体のある場所から別の場所へ移動できます。熱エネルギーがどのように伝わるかを調べることを熱伝達と呼びます。 2 つの物体間で熱が移動するには、2 つの物体間に温度差がなければなりません。 2 つの物体は、一方が他方よりも高い 2 つの異なる温度にある必要があります。これにより、熱が高温のものから低温のものに移動できるようになります。
熱伝達のさまざまなモード
直火で鍋に水を沸騰させると、温度が上がります。ストーブのスイッチを切ると冷え始めます。鍋に水が入っていて、炎が熱を伝えています。熱は常に加熱されたものから冷たいものへと移動します。
オブジェクトが異なる温度で落下するとき、または世界の残りの部分から離れたオブジェクトがある場合、熱の移動が発生します。これは、オブジェクトと世界の残りの部分が同じ温度に達したときに発生します。
熱の伝わり方は3つあります。熱がそれらを通過する方法の例も以下に説明されています:
<オール>伝導
金属棒の一端をガスバーナーで加熱します。しばらくすると、熱が棒の熱い端から冷たい端に移動するため、棒のもう一方の端が加熱されます。金属棒の分子 (または粒子) は動きません。これは、伝導が物体内で熱を伝達する方法です。
伝導の定義
粒子が伝導で移動することなく、材料の高温部分から低温部分に熱が移動する場合、それは伝導による熱伝達です。熱は固体、特に金属を伝導によってのみ移動します。温度伝導は、私たちが日常生活を送る上で大きな役割を果たしています。熱伝導が実際の状況でどのように使用されるかの例を次に示します。
(a) 調理器具には、手が熱い金属に触れないように木製の取っ手が使用されています。
(b) エスキモーのために 2 階建てのイグルーを作るには、たくさんの氷のブロックが必要です。
対流
対流とは、加熱された分子が体によって移動することです。人は対流を利用して、加熱された粒子をある場所から別の場所に移動させ、熱をある場所から別の場所に運びます。ただし、液体や気体になると最も顕著になります。陸風と海風は対流によって作られ、いたるところで発生します。また、建物の換気、電気、暖房などでも重要な役割を果たします。
そのため、鍋で水を加熱すると、加熱された分子が軽くなって上に移動します。つまり、水が上昇します。暖かく密度の高い水分子は上に移動し始め、冷たくて密度の高い水分子は下に移動し始めます。
対流の種類
- 強制対流
ファン、ポンプ、または風を使用して液体が表面を横切って流れるようにする場合、強制対流と呼ばれます。
- 対流、自然または自由
一方、自然 (または自由) 対流は、流体の温度変化によって引き起こされる密度変化によって生成される浮力によって流体運動が生成されるときに発生します。
放射線
放射とは、水や電気などの媒体を使用せずに、ある場所から別の場所に熱が移動することです。私たちと太陽光線の間に仲介者はいません。熱放射も真空を通過できます。光と同じ性質を持っています。熱放射も電磁波の範囲の一部です。放射によって熱を移動させるのに何も必要ありません。放射線は、太陽からのエネルギーが私たちに届く方法です。
結論
熱伝達とは、ある点から別の点へエネルギーが移動する現象を指します。この特定のメカニズムには、熱伝導、対流、および放射熱伝達が含まれます。伝導は、遅いプロセスである熱伝導プロセス中の熱の伝達プロセスです。たとえば、金属棒の一方の端を炎の上に置くと、炎に触れていないもう一方の端もすぐに熱くなります。これは伝導によるもので、熱がロッド全体に伝わるようになっています。熱くなっている領域の分子は、熱くない分子よりも運動エネルギーが大きくなります。放射熱伝達とは、電磁放射の伝達を指します。電磁放射によって放射されるエネルギーは、放射エネルギーと呼ばれます。液体中の分子は、加熱すると振動が速くなり、温度が高くなると、これらの分子は膨張してその空間を占有し始めます。液体が加熱されると、密度の低い流体が表面に上昇し始め、より冷たい流体が代わりになります。そして、温かい液体と冷たい液体の間で上昇と下降が繰り返されることで、対流が発生します。
