一般小学生
まとめ
【定義】
暖房機とは、室内温度を上昇させるための装置である。空気の熱膨張による密度の変化と、それに伴う対流の仕組みを利用して空間を暖める。
まとめ
空気を加熱すると体積が膨張して密度が小さくなり、上昇する。この対流現象により、暖かい空気は上部へ移動するため、暖房機は床に近い低い場所に設置するのが効率的である。
解説
物質をあたためると、質量は一定のまま体積が膨張する。密度の公式（密度 ＝ 質量 ÷ 体積）に基づくと、分母となる体積が増加することで密度は小さくなる。例えば、質量96gで体積96cm³の水の密度は1.0g/cm³であるが、加熱によって体積が100cm³に膨張した場合、密度は0.96g/cm³へと減少する。このように周囲より密度が小さくなった空気は浮力を得て上昇し、この移動が熱を運ぶ「対流」を引き起こす。試験管の実験において、底を加熱すると対流により全体が温まるのに対し、上部を加熱しても下部が温まりにくいのはこのためである。暖房効率を高めるためには、暖かい空気が上昇する性質を考慮し、低い位置から空気をあたためることが重要である。
小学生のみなさんへ
あたたかい空気は、冷たい空気よりも軽くなるので、上の方へのぼっていく性質があります。これを「対流（たいりゅう）」といいます。だから、ストーブなどの暖房機は、部屋の下の方に置くと、あたたかい空気が下から上へのぼっていって、部屋全体を効率よくあたためることができるのです。
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