熱|物質間のエネルギーの流れ

とは物質の温度変化をいう。通常、は暖かいほうから冷たいほうへ伝わっていく。また熱は、熱エネルギーとして仕事を行えるエネルギー源として利用され、社会の発展ができる。

伝熱

は、物質間のエネルギーの流れであり、高温から低温に流れる。このの伝わり方を伝熱といい、基本3形態として、熱伝導、熱伝達、熱放射がある。

熱伝導

熱伝導とは、分子の運動エネルギーが大きいほう(高温)から小さいほう(低温)へ拡散する現象である。

熱伝達

熱伝達とは、流体中の温度差(密度差)により発生した対流により伝熱する現象である。

熱放射

熱放射は、放射伝熱ともいい、温度に応じたエネルギーが電磁波として空間を伝わり、離れた物体に伝熱する現象である。

熱エネルギー

熱エネルギーとは、をエネルギーとして利用し、外部に仕事を行うことができる能力をいう。工学は、蒸気機関などをはじめ、この熱エネルギーを利用して発展してきた。の単位も仕事の単位と同様、J(ジュール)で表すが、このことからわかる通り、熱においては仕事はエネルギーの形態であり、仕事を熱に変える、あるいは熱を仕事に変える、ことができる。

動力

動力とは、単位時間当たりの仕事量をいい、熱は仕事に変換することができるため動力で表す。単位はW(ワット)で表される。ただし、熱は100%仕事に変換できることはないため、効率を掛けることが多い。

熱量

熱量とは、を量として考えたものである。は温度変化する性質(高温から低温へエネルギーが移動する性質)があり、この温度変化を量として考えるのが熱量である。

熱量の単位

熱量の単位は、カロリー[cal]で計られており、標準気圧のもとで1gの純粋な水を1°C高めるのに必要な熱量を1cal(4.1868J)という。通常は、SI単位系としてジュール [J] を用いるが、1calは4.1868Jである。(熱の仕事当量)

熱容量

熱容量とは、物体にを加え、その物体の温度を上昇させるとき、物体の温度を1K上げるのに必要な熱量をいう。単位は、熱容量C [J/K]で表される。

比熱

比熱とは、単位質量あたりの熱容量で物質によってその値は異なる。単位は[kJ/(kg・K)]、[kJ/(kg・℃)]である。

定圧比熱・定容比熱

物体の温度圧力などの条件によって異なりますが、 圧力を一定に保つ場合の比熱を定圧比熱c ppという。体積を一定に保つ場合の比熱を定容比熱 cv という。多くの液体や固体では、温度上昇による体積変化が無視できるほど小さいため、単に比熱だけが使われる。

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