まとめ
【定義】
熱伝導率とは、物質内における熱エネルギーの移動しやすさを数値で表した指標である。一般に銀を基準(100)として比較され、金属などの固体では高く、水や空気などの流体では非常に小さい値を示す。
まとめ
解説
熱は常に高温部から低温部へと移動する性質を持つ。固体内を熱が順次伝わっていく現象を「伝導」と呼び、特に金属が優れた熱伝導性を示すのは、内部を自由に動く「自由電子」が熱エネルギーを効率よく運ぶためである。実験において、銅・アルミニウム・鉄の金属棒を同時に熱すると、熱伝導率の高い順に端の「ろう」やマッチが溶け落ちることでその差を確認できる。また、金属板の中心を熱すると、熱が同心円状に広がっていく様子が観察される。
これに対し、水や空気、ガラスなどは熱伝導率が非常に低く、固体のような伝導では熱が伝わりにくい。そのため、液体や気体では「対流」という仕組みが働く。これは、あたためられた部分の密度が小さくなって上昇し、冷たい部分が流れ込むことで物質そのものが循環し、熱を運ぶ現象である。例えば、みそを入れたビーカーの水を下から熱すると、みその動きによって水が循環する様子が見える。しかし、試験管の底に氷を沈めて上部だけを加熱した場合、水自体の熱伝導率が低く、さらに対流も起きないため、底の氷はなかなか溶けない。気体においても、線香の煙などを用いることで、熱源による上昇気流や冷源による下降気流といった対流の様子を観察することができる。
小学生のみなさんへ
「熱伝導率(ねつでんどうりつ)」というのは、熱の伝わりやすさをあらわす言葉です。金属は熱がとても伝わりやすく、銀や銅、アルミニウムのじゅんばんに速く伝わります。反対に、水や空気などは熱が伝わりにくい性質を持っています。でも、水や空気は「対流(たいりゅう)」といって、あたたまった部分が自分でお引っこしをすることで、全体に熱を広げることができます。フライパンなどの金属は「じわじわ」と熱を伝え、お風呂の水などは「ぐるぐる」回って熱を伝えるのだとおぼえておきましょう。
記事の内容に誤りがありますか?
⚠️ 修正を提案する