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あなたが既に火で加熱されている鍋の金属製の取っ手を手に取ったならば、あなたは痛いほど熱伝達を経験しました。熱がある物体から別の物体に伝達される方法は4つあります。伝導、放射、対流、および移流です。熱はほとんどの場合、最高温度の物体から最低温度の物体へと流れ、その過程で両者の内部エネルギーが変化します。対流と移流の主な違いは、交換の方向です。
対流熱伝達
対流熱伝達は、媒体中の粒子の移動による熱伝達を伴う。この媒体は、動きを可能にする気体または液体でなければなりません。対流は常に垂直面内で熱を伝達し、この運動は媒体の密度の変動、したがって浮力の変動によって引き起こされます。加熱された粒子は膨張し、密度を下げます。これらの粒子は周囲の粒子よりも動的になり、粒子が浮上します。それらが上昇するにつれて、熱はそれらの上に位置するより冷たい部分に伝達される。
対流の例
対流熱伝達は、水の一部が加熱されると発生します。熱源の隣の水分子は膨張します。この膨張はそれらの密度を減少させそしてそれらは上昇し始める。これが鍋の中の水を沸騰させるものです。大気はまた、対流による熱伝達の一例を提供する。太陽電池のエネルギー、つまり放射による熱伝達によってエアパッケージが加熱されると、エアパッケージは膨張し、密度が低下します。これにより浮力が増し、大気中で浮上するようになります。これは垂直方向の空気の流れを伴う不安定な雰囲気を生み出す。
移流熱伝達
熱運動は水平面に限定されるので、移流熱伝達は対流によるものとは異なります。この種の移動は密度の変動によってはもたらされないが、粒子を媒体から移動させるために風または空気流のような外力を必要とする。粒子がより暖かいまたはより冷たい系で水平に動くと、熱が伝達される。
移流の例
移流熱伝達の主な例は、気象前線の移動です。これらの前線は、表面の風を通って水平方向に移動する冷気または熱気の塊を表します。これらの空気塊が空気を暖かくしたり寒くしたりすると、システム間で熱が交換されます。海流は移流による熱伝達のもう1つの例です。垂直方向ではなく、流れはお湯または水を水平方向に移動させます。これらの水はより暖かいまたはより冷たい水と相互作用するので、熱はそれらの間で交換されます。
他のタイプの熱伝達
熱伝達の残りの種類は次のとおりです。伝導および放射。ある物体から別の物体への熱伝導による移動は、移動することなく行われます。熱はある分子から別の分子に伝達されます。この種の熱伝達は固体でのみ発生します。熱い鍋のハンドルは一例です。放射による熱の伝達は、エネルギーの電磁波による熱の伝達を含む。放射線の例は太陽光です。波が他の粒子に当たると、それらは振動したり熱を帯びたりします。