１．伝熱とは
伝熱とは熱が伝わる現象のことを示し、『熱伝導』、『対流熱伝達』、『放射伝熱』の3要素で構成されています。まずは伝熱の基礎として以下に述べます。
２．温度差があれば、必ず伝熱が起きます
伝熱とは、エネルギーの移動する現象のことをいいます。温度差があれば、必ず伝熱が起きます。世の中は、「熱力学の第2法則」というもので制限され、「熱の移動は必ず温度の高いところから低いところへ向かって生じる不可逆現象である。」と表現されます。要するに何もしないで（仕事をしないで）、熱は温度の低いところから高いところへは向かいません。
３．伝熱の形態
その熱が伝わる形態ですが、3つの形式があります。
この現象を扱う学問として、伝熱工学があります。これは、工学的な立場から、伝熱現象を扱う学問です。この伝熱工学は様々な工業分野において、必要不可欠です。例として、以下のものがあげられます。
- - 温度制御
- - 加熱・冷却
- - エネルギーの生産・消費
伝熱工学では以下の三つが重要な単位です。
- 熱量[J]
- 単位時間当たりの熱の移動量[J/s]=[W]
- 温度[K]、[℃]
身の回りの伝熱現象では、熱伝導・対流熱伝達・放射伝熱の三つが複合して生じています。例えば、鍋でお湯を沸かすとき、ガスの燃焼からの熱が鍋の物質に熱伝導で伝わり、その熱が鍋内側表面からは内部の水に対流と放射で伝わります。
また鍋の外側表面からは外部の空気に対流と放射で伝わります。ここで、はじめは、鍋の内部の水は、鍋表面から熱伝導と放射で加熱されますが、時間がたつと鍋下部の水の温度が熱くなり、その水の密度が軽くなり、周囲の重い冷たい水に押しのけられます。これが自然対流熱伝達です。対流が起こると、熱伝導よりもはるかに効率よく熱を鍋から水に伝えることができます。鍋の外の空気に対しても同じことがいえます。
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