何が熱を上昇させるのですか?

カテゴリ:物理学公開:July10,2014

パブリックドメインイメージ,ソース:Christopher S.Baird.

熱は上昇しません、熱い空気は(通常)上昇します。 熱はすべての方向に広がることができます。 熱が移動するための三つの主な方法があります:

  1. 放射:光を含む電磁波のすべての波長は、エネルギーを運びます。, 電磁波が物体に当たると、それらは部分的に吸収され、波が運んだエネルギーは物体内の熱に変換されます。 また、熱い物体は電磁波(”熱放射”)を放出し、エネルギーを運び去り、当たった他の物体を加熱することができます。 ゆるい意味では、電磁波はある物体から次の物体へ熱を伝達するものと考えることができます。 厳密に言えば、波が移動しているとき、彼らは電磁場エネルギーを運んでいるだけで、熱ではありません。 波が物質に吸収されると、熱が発生します。,
  2. 伝導:ある熱い物体が別の物体と直接接触しているとき、熱は触れる表面を通って一方の物体から他方の物体に直接通過することができる。
  3. 対流。 空気や水などの流体が熱い物体に触れると、それは加熱して流体として一括して移動することができ、それによって熱を新しい場所に迅速に運ぶ。 熱い空気の上昇は、熱対流の一般的な例です。 このため、”熱”と”熱風”は混同される傾向があります。

熱放射は、上だけでなくあらゆる方向に広がる傾向があります。, 大きいキャンプファイヤーからの少数のステップを立っているとき、あなたが受け取っている熱のほとんどは熱放射によってあなたに渡されてい キャンプファイヤーの炎の熱い空気は主に上向きに移動しますが、熱放射は横に出てきてあなたに当たる問題はありません。 キャンプファイヤーの熱放射は、あらゆる方向に広がっているので、どこに立っても(十分に近い限り)加熱されているように感じることができます。 日光があなたを加熱することは、熱放射の別の例です。, 太陽の光は、宇宙を通ってあらゆる方向に出て行き、地球の大気を通ってあなたに当たることに問題はありません。

伝導によって移動する熱は、同様にすべての方向に移動することができます。 伝導熱は、温度勾配が最も大きい方向に最も移動する傾向があり、材料が最も高い熱伝導率を有する方向に移動する傾向がある。 言い換えれば、伝導される熱は、熱が最小の抵抗を満たす経路に沿って、最も寒い領域に最も強く移動する。, 長い金属棒を斜めに置いて、上端が炎の中にあり、下端が地面にあるようにすると、炎からの熱は伝導を介して棒を下端に移動する問題はありません。

対流によって移動する熱もすべての方向に移動することができますが、流体中に自然対流電流が形成されることが許されている場合、ほとんど, 空気や水などの流体は、通常、加熱されると密度が低くなり、重力によってより強く引き下げられているそれらの周りのより冷たく、より密度の高い流体によって横方向および上方に押される原因となります。 しかし、これは常にそうではありません。 水が摂氏4度以下にとどまると、実際には加熱するにつれて密度が高くなります。 これは、寒い冬の池では、暖かい水が底に沈むことを意味します。 でももとの水熱走行下での対流はいつもの旅行です。

また、対流は重力以上のものによって駆動することができます。, 遠心分離機やターンテーブルなどの回転基準系では、遠心力が支配的な力になることがあります。 この場合、密度の低い流体(通常は暖かい流体)は遠心力の影響を受けて回転中心に向かって対流し、密度の高い流体(通常は寒い流体)は回転中心から離れて対流する。 この状況は簡単に確認できます。 開いたガラス瓶につけられた蝋燭を(吹くことからのそれを保つために)置き、回転盤の上に置きなさい。, 回転盤が回ると同時に、上向きの代りに回転の中心の方の蝋燭の炎ポイントを見ます。 別の例として、対流はファンおよびポンプによって強制され得る。 それをその方向に吹くファンがあれば熱気に問題が行くことがありません。

要約すると、熱はすべての方向に移動することができます。 熱が移動している方向は、状況に強く依存します。 さらに、熱い空気でさえ、あらゆる方向に移動することができ、上だけではありません。 熱い空気は、重力が働いている支配的な力であるときにのみ上に移動します。,

トピック:伝導、対流、電磁気、エネルギー、熱、熱風、光、放射、熱放射、熱力学

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