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 熱伝導と対流と放射（2009.10.28）
●熱の伝わり方には、熱伝導と対流と放射がある。 ●熱伝導は、粒子の衝突による熱の伝達である。 ●対流は、物質の移動による熱の伝達である。 ●放射は、電磁波による熱の伝達である。  図１ 熱伝導と対流と放射
解説： 熱の伝わり方には、熱伝導と対流と放射があります。 例えば、ガスコンロでヤカンに水を入れてお湯を沸かす場合を考えて下さい。 ガスコンロの炎の熱がヤカンの底を暖め、その熱がヤカンの金属部分を伝わっていくのが熱伝導です。 ヤカンの金属部分を伝わった熱がヤカンの下部にある水を暖め、暖まった水が上に移動し、上にあるまだ温度の低い水が下に移動するのが対流です。 そして、ガスコンロの炎の近くに立つと炎の熱で熱く感じるのが放射です。 （１）熱伝導 一見動いていない物体でも、その物質構成粒子はじっと動かないでいるのではなく、四方八方に動いたり、振動したりしています。これを熱運動といいます。物体中の温度が高い部分の粒子は熱運動のエネルギーが大きくなっています。この粒子がまわりの粒子と衝突すると、まわりの粒子の熱運動も活発になります。これを繰り返して次々に熱運動のエネルギーをまわりに伝えていきます。 これが熱伝導という熱の伝わり方です。 お湯の入ったコップを持つと熱く感じるのは、コップの内側から外側に向かって、熱伝導により熱が伝わったからです。 （２）対流 物質の温度が高くなると、膨張して密度が下がります。この物質が液体や気体の場合、温度が高く低密度になった部分が浮力によって上昇し始めます。 そして、上部にある温度が低く高密度の部分が下降します。 これが対流という熱の伝わり方です。熱伝導は物資の移動とは関係がなく、熱運動のエネルギーのみが伝わりますが、対流は物質そのものが移動することによって熱が伝わります。 地球の大気も、地表部分の大気層には対流が起こっており、対流圏と呼ばれています。また、地球内部のマントルも対流が起きていると考えられています。 （３）放射 物質構成粒子は熱運動をしていますが、電荷を持った粒子が振動すると電磁波が生まれます。そして、電磁波を受けた粒子は電磁波のエネルギーを吸収する性質があります。こうして、電磁波を介してエネルギーが伝わります。 これが放射という熱の伝わり方で、輻射ともいいます。熱伝導や対流は熱を伝える物質がないと伝わりませんが、放射は熱を伝える物質がなくても伝わります。 太陽からの光（電磁波の一種）により地球が暖められるのは、この放射によるものです。 関連ページ： ●熱と温度 ●電磁波と光 ●大気と水 ●太陽光発電とは ●風力発電とは 関連サイト： ●初歩のサイエンス＞熱とエネルギー |