熱学を学ぶときは、熱の概念を舌先に持つことが重要です。熱は、ある物体またはシステム間の温度差による、ある物体またはシステムから別の物体またはシステムへのエネルギーの伝達であることが知られているため、熱と温度の違いを認識する必要があります。
ボウルに水を入れてコンロで加熱すると、時間が経つと鍋の底に泡が立ってくるのがわかります。鍋の熱い底との接触によって加熱された底の水は、体積が増加し、密度が低くなって上昇します。同時に、その場所はその上にあった最も冷たい水によって奪われます。したがって、液体内には対流と呼ばれる循環流が形成されます。
時間が経つと、鍋の中の水がすべて加熱されていることに気づきます。したがって、対流によって生じる動きを、水やその他の液体の沸騰中に発生する乱流と混同しないでください。
もう 1 つの例を挙げると、これは毎日起こっていますが、大気中の空気の動き、つまり対流の結果にほかならない風です。気温は 1 日の中で大きく変化するため、地球上の地域によって風向きも異なります。たとえば、赤道に近い地域で絶えず風が吹くのは、太陽がこれらの地域の地表をさらに加熱し、空気の密度が低くなって上昇するためです。極地からの冷たくて密度の高い空気は、上昇した空気の代わりに地表に近づきます。
たとえば、部屋にヒーターを置くと、加熱された空気が上昇し、対流が形成されます。また、エアコンは冷気が上部から放出されるため、壁の上部に設置する必要があります。この密度の高い空気は下降し、暖かい空気は上向きに移動して対流を形成し、環境を冷却します。
同じプロセスで冷蔵庫の内部も冷却されます。冷凍庫は上部に配置され、対流が起こりやすいように棚は空洞になっています。
対流エネルギー伝達は、流体材料、液体、気体の特性です。
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