一般小学生
まとめ
【定義】
鉄は、理科の熱力学において熱を伝える媒体として扱われる主要な金属の一つである。自由電子の移動により熱が伝わる「伝導」の性質を持つが、銅やアルミニウムに比べると熱伝導率が低いという特徴がある。
まとめ
熱は温度の高い方から低い方へと移動する(伝導)。鉄は、金属の中では熱を伝える速さが比較的遅い物質であり、実験においては銅やアルミニウムと比較することでその熱伝導率の違いを確認できる。
解説
物体内部を熱が伝わる仕組みを「伝導」と呼ぶ。金属は熱を伝えやすい「良導体」であるが、その伝わりやすさ(熱伝導率)は物質ごとに異なる。金属棒の一端を加熱する実験では、熱が伝わるにつれて棒上のマッチ棒が端から順に落下し、金属板の加熱実験では塗布された「ろう」が熱源を中心に同心円状に溶け出すことで熱の広がりを確認できる。太さと長さが同一の銅、アルミニウム、鉄の3本の棒を同時に加熱した場合、熱伝導率の高い銅、次いでアルミニウム、最後に鉄の順に熱が伝わる。銀の熱伝導率を100とした指標において、鉄は主要な金属の中では低い値を示すが、非金属や液体、気体などの「不良導体」に比べれば極めて高い伝導性を持つ。
小学生のみなさんへ
鉄(てつ)は、私たちの生活の中でよく使われている金属です。鉄には、熱を伝える性質がありますが、銅(どう)やアルミニウムにくらべると、熱が伝わるスピードは少しゆっくりという特ちょうがあります。熱の伝わり方には、たき火のように直接さわらなくても熱が伝わる「放射(ほうしゃ)」、水や空気が動いてあたたまる「対流(たいりゅう)」、フライパンのように熱が伝わっていく「伝導(でんどう)」の3つがあります。鉄などの金属は、この「伝導」で熱が伝わります。また、鉄の棒などは、どこも同じ太さであれば、ちょうど真ん中が重さのバランスがとれる中心(重心)になります。
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