熱の伝わり方

熱の伝わり方
熱の伝わり方には
①伝導
②対流
③放射(輻射)
の3種類があります。

それぞれ特徴があるので順を追ってご説明します。

①伝導熱伝導は物質の移動を伴わずに高温側から低温側へ熱が伝わる(移動する)こと。
簡単な例えは、熱いコーヒーの入ったカップを持つと熱く感じるといった事例です。
これはカップの内側から外側に向かって熱伝導により熱が伝わるからです。
また、陶器のカップと金属のカップでは容器が熱くなる速度が違います。
これは熱伝導率の違いで同じ物質でも厚い方が熱の伝わり方は遅いです。

②対流
温度が高くなると物質の膨張により密度が下がります。
これが気体や液体の場合は
温度が上がって密度が下がった部分が浮力によって上昇。
そして温度の低い密度の高い部分は下に下がります。
この熱の伝わり方が対流です。
お風呂など、上の方は暖かいが、下の方は冷たいという現象です。

③放射(輻射)
物質が赤外線の電磁波を発生させて放出すること。
熱源となる物質の温度が高いほど赤外線を強く放射します。
熱源と受け取る側との間に物質が無くても(真空状態でも)熱が伝わります。
太陽の熱で地球が暖められるのはこの放射という現象です。
電磁波そのものは熱ではなく、
電磁波が物体にあたると電磁波の振動エネルギーで物体の分子が振動し、
摩擦することで熱が発生します。
身近なところでは電子レンジやストーブなどが放射を利用しています。

住宅における熱の伝わり方の比率伝導5%対流20%放射(輻射)75%といわれております。したがって建物における大半の熱源は放射(輻射)からの熱となります。
今までの断熱は伝導5%対流20%の効果しかありません。代表的な物としては壁や天井の中にあるグラスウールです。伝導や対流などによる熱の移動を妨げる手段です。
遮熱とは放射(輻射)に作用し、電磁波自体を跳ね返してしまう効果があります。したがって受ける側の分子の振動が無くなり、熱を発生することを押さえます。

建物における熱損失
窓は壁より沢山の熱を通しやすく、暖房、冷房においての熱損失が大きいです。
熱損失が大きいということはそれだけ暖房、冷房にエネルギーを使うという事になります。