熱伝導率

まとめ

解説

空気は熱を伝えにくい物質であるが、温められることでその性質が変化する。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ため、単位体積あたりの重さ（密度）が小さくなる。例えば、96gで96cm³の物質（密度1.0g/cm³）を加熱し、体積が100cm³に増えた場合、密度は96÷100＝0.96g/cm³に低下する。この密度が小さくなった空気は浮力によって上昇し、冷たくて密度の大きい空気が下へ回り込むことで「対流」が発生する。試験管の実験において、底を加熱した場合には対流によって全体が効率よく温まるが、上部のみを加熱した場合には対流が起こりにくいため、熱伝導率の低い空気の性質により下部は温まりにくい。熱の移動を考える際は、この温度・体積・密度の因果関係を正しく理解する必要がある。