一般小学生
まとめ
【定義】
冷房機（れいぼうき）とは、室内の熱を奪い、冷やされた空気の密度の変化に伴う対流を利用して、空間全体の温度を効率的に下げる装置である。
まとめ
物体は加熱されると体積が膨張し、密度が減少することで上昇する性質を持つ。冷房機による冷却は、この逆の原理（冷却による密度上昇と下降）による対流を利用しているため、天井付近の設置が最も効率的とされる。
解説
空気のあたためられ方には、密度と対流が深く関わっている。空気を加熱すると、質量は変わらないまま体積が膨張する。密度の定義（質量÷体積）に基づけば、分母である体積が増加することで、加熱後の空気の密度は加熱前よりも小さくなる。例えば、質量96gで体積96cm³の空気の密度は1.0g/cm³であるが、加熱によって体積が100cm³に増えた場合、密度は0.96g/cm³に低下する。この密度の差によって、暖められた軽い空気は上昇し、冷やされた重い空気は下降するという「対流」が発生する。試験管の実験において、底を加熱（試験管A）した場合は対流により全体が温まるが、上部を加熱（試験管B）した場合は暖かい空気が上部に留まり、熱が下に伝わりにくい。冷房機が高い位置に設置されるのは、冷たい空気が自重で下降し、部屋全体の対流を促進させるためである。
小学生のみなさんへ
冷たい空気は重くなって下の方へ動くという性質があります。だから、クーラー（冷房機）は部屋の高い場所に取りつけられています。反対に、空気をあたためると空気はふくらんで軽くなり、上の方へのぼっていきます。このように、空気の重さが変わることで熱がはこばれる動きを「対流（たいりゅう）」といいます。試験管の底をあたためると全体があたたかくなるのは、対流によって熱がはこばれるからです。理科の実験では、あたためる前と後で、同じ大きさの中にどれくらいの空気がつまっているか（密度）を計算して、あたたまると軽くなることをたしかめます。
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