まとめ
【定義】
対流とは、液体や気体(流体)において、加熱による温度上昇で密度が小さくなった部分が上昇し、冷たくて密度の大きい部分が下降することで物質が循環し、熱が運ばれる現象のことである。
まとめ
解説
水や空気などの流体は、熱伝導率が低いため「伝導」だけでは熱が伝わりにくい。しかし、下から加熱するとあたためられた部分が膨張して密度が減少し、上昇を始める。この隙間に周囲の冷たい部分が流れ込むことで「対流」が生じ、効率よく全体が温まるのである。実験では、ビーカー内の水にみそを入れると、加熱された部分が上昇し、上部で冷えて下降する循環の様子が視覚的に確認できる。一方、試験管の上部だけを加熱した場合、あたためられた水は上部に滞留し、対流が起きないため下部の温度は上がりにくい。これは氷を沈めた試験管の上部を加熱しても、氷がなかなか溶けない実験からも明らかである。気体においても同様の現象が見られ、加熱された空気(炭火など)は上昇し、冷却された空気(氷など)は下降することで循環が発生する。このように、物質が移動できる流体特有の熱の伝わり方が対流である。
小学生のみなさんへ
水や空気があたたまるときは、あたたまった部分が自分で動いて、熱をはこんでいきます。これを「対流(たいりゅう)」といいます。水は、下の方からあたためると、あたたかくなった水が上へのぼっていき、かわりに冷たい水が下におりてきます。こうやって水がぐるぐる回ることで、全体があたたかくなるのです。みそ汁の鍋の中にみそが動くようすを見ると、よくわかります。でも、水の上のほうだけをあたためても、あたたかい水は上のほうにとどまってしまうので、下のほうはなかなかあたたまりません。空気も同じで、あたたまると上へのぼり、冷えると下へさがっていく性質があります。
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