熱伝導の定義

熱伝導とは、高温の貯蔵庫から低温の貯蔵庫へ熱が移動することです。 熱力学系でいえば、熱移動とは、系と周囲の温度差により、系の境界を越えて熱が移動することである。 熱の移動は、系内のさまざまな点での温度差により、系内でも起こりうる。

熱移動の形態

2つの物体間の熱移動には、伝導、対流、輻射の3つの形態が存在する。 これらを以下に説明する。

伝導。 2つの固体間の熱の移動は、伝導と呼ばれる。 これは高温と低温の物体の温度差に依存する。 熱伝導の例として、温度の異なる2つの物体を接触させておくと、熱は伝わります。 別の例では、銅のような金属の一端を加熱します。伝導熱伝達により、金属の他端も加熱されます

対流。 固体表面と液体間の熱の伝達は対流熱伝達と呼ばれる。 水の入った容器が加熱されているとすると、この場合、容器からの熱の移動によって水が加熱されるのは対流熱伝達である。 温度差のある2つの物体が離れているとき、その間の熱伝達を輻射熱伝達という。 伝導や対流熱伝達の場合は熱を伝える媒体があるが、輻射熱伝達の場合は媒体がない。 輻射熱伝達は、大気中に存在する電磁波によって起こる。

熱力学第二法則による熱移動

熱力学第二法則により、熱の移動は高温の体から低温の体へ行われる。 低温の体から高温の体への自発的な熱の移動はない。 低温体から高温体への熱移動のために、外部の仕事が行われなければならない。

システムまたは本体によって得られた熱は正であると考えられ、システムによって失われた熱は、数学的計算のために負であると考えられている。 これは、系に流入する熱は正で、系から流出する熱は負であることを意味する。 熱の移動量を記号Qで表す。

系と周囲との間で熱の移動がない過程を断熱過程という。 系と周囲との間の熱の流れを許さない壁または境界を断熱壁と呼び、系と周囲との間の熱の流れを許す壁を断熱壁と呼ぶ。

MKS系では熱移動の単位はcal、SI系ではjouleである。

熱のしくみ

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エネルギー源………………………………….: 再生可能な資源と再生不可能な資源

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