熱が攻めてくる!?熱の移動とは?Pt.1 – 株式会社東恩納組

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2022年7月6日建築部

熱が攻めてくる!?熱の移動とは?Pt.1

どうもこんにちは!
建築部の新城です。

いよいよ7月突入し暑さも本格的になってきましたねぇー
冬が好きな僕にとっては地獄のような季節です(笑)
こんな時は、冷たいものを飲んで!食べて!エアコンの効いた部屋でゴロゴロして!乗り切りたいものです!

まぁ冗談はさておき、今回はそんな暑さ、つまり『熱』について少し書いていこうと思います!

まず熱とは!
皆さんご存じ、『高温』『低温』の二種類ありますが、熱い、冷たい以外にちゃんと性質があります!
それは『移動』です。
熱は高温から低温へ移動することができます。またその性質は『気体』『液体』『個体』全てに作用します。
ちなみに移動のしやすさは『気体』<『液体』<『個体』の順に移動しやすくなります。

あまり1からひも解くと長くなりますので、今回はこの熱の性質の『移動』の3つのプロセスを書いていきます。

No.1 熱伝導

まずご紹介するのは熱伝導です。
よく、フライパンやコップなどの食品に関するもので聞き馴染みのある言葉だと思います。
熱伝導は個体の中のみで移動する現象の事を言い、単位は(w/㎡)で、式によって求めることもできます。


↑これです。
まぁまだ分からなくはない。うん。(汗)
あくまでこれは1種類の個体で、中身が均一になっているものに限る式です。
ちなみに、熱伝導率は素材によって数値が出ており、その数値を式に当てはめて計算します。
特徴としては、熱伝導率が大きいと温度差も大きくなり(比例している)、厚みが大きければ、熱伝導率は小さく反比例)なります。

No.2熱対流

次は熱対流です。これは先ほどと違い、個体の表面と流体(気体と液体のこと)との間で起こる熱移動の事で、浮力等の別の力により熱が移動します。
簡単に例えると、フライパンを熱したときにフライパンは熱くなりますよね?その上に手をかざすとわかると思います。(実際にやる際は触らないように気をつけて!)
フライパンの上は熱い空気が上がってくると思います。ですが横はかなり近づけない限りは熱さは感じないはずです!
つまり、フライパンに触れた空気にフライパンの熱が移動し、熱くなった空気に浮力が発生します。そして空気は上に移動します。そう、これです!
ちなみに、これにも式は存在しており、単位は熱伝導と同じで(w/㎡)です。


↑これっす。頑張って覚えましょう!(笑)
ちなみに対流熱伝達率は、静止した空気で5~10W/㎡Kで、流体の差異固体表面と流体温度の差異流れの方向流体の流速固体表面の状態変化します。

No.3熱放射

物体の表面から射出される赤外線によって熱が移動する現象のこと。
赤外線はほとんどの物体から放射されており、これも式があります。


物体の表面から出る放射量は、材料の放射率に比例しており、物体表面の絶対温度の4乗に比例する。という式です。
放射率は物ごとに細かく分けられており、放射率の最大値『黒体:1』を基準とした表がありますが、多すぎるため今回は載せません。
また、シュテファン・ボルツマンの定数とは1879年にヨーゼフ・シュテファンが明らかにし、1884年に弟子のルートヴィッヒ・ボルツマンが証明した、共同作品のような式です。

とりあえず今回は以上です。
今回は熱移動の3種類を書いていきましたが、1級建築士の試験にも出てくる内容なだけあって書きながら分からなくなるぐらい難しい内容でした。
何度も教科書を開いたりネットで調べ直したりと、僕もまだまだ勉強が必要です(汗)
次回も僕の担当の日には、熱に関する記事を書こうと思いますのでよかったら見ていってください。

最後まで見てくださり、ありがとうございます。

建築部 新城でした!

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