乙4ブログ 第１章 基礎的な物理学
6⃣熱の移動と熱膨張
重要ポイント
熱伝導率・・・数値が大きいと熱が伝わりやすい。
熱膨張・・・温度が上昇して物質の長さや体積が増加すること。
熱の移動
熱の移動には下記の3種類があります。
【伝導】
太陽に長時間当てた金属を触ると熱くて触れないことがある。
このように、物質を加熱すると、直接加熱していない部分にも熱が伝わっていきます。
これを伝導という。
物質には熱が伝わりやすいものもあれば、伝わりにくいもののある。これを熱伝導率で表します。
熱伝導率は数値が大きいほど熱が伝わりやすい。
気体（小）→液体（中）→個体（大）
の順に熱伝導率が大きい。
また、個体の中でも、金属の熱伝導率が大きく、
木材（小）→コンクリート（中）金属（大）
の順に熱伝導率が変わる。
熱伝導率が大きい物質は、熱の移動がはやいので熱が蓄積しにくく、可燃性でも燃焼しにくい。
熱伝導率が小さいと、熱の移動は遅いので熱がたまりやすく燃えやすくなる。
【放射】
物体が熱を出して他の物体、または空間に熱を伝えることを放射といいます。
【対流】
液体や気体が移動することによって熱が伝わることを対流といいます。
熱膨張
温度が上昇して物体の長さや（線膨張）や体積（体膨張）が増加することを熱膨張といいます。
1℃当たりの膨張する割合を熱膨張率といい、単位はk⁻¹（毎ケルビン）で表します。
また、体積が膨張する割合を示す数値を体膨張率といいます。体膨張率は物質によって違い、
個体（小）→液体（中）→気体（大）
の順で大きくなる。
熱膨張によって増加する体積のー公式ー
増加体積＝元の体積×体膨張率×温度差
たとえば、５００ℓのガソリンの温度が１０℃から２０℃に上がるとします。ガソリンの体膨張率は１．３５×１０⁻³K⁻¹です。
１０⁻³は（１/１０×１０×１０＝１/１０００）または（０．００１）になる。K⁻¹（毎ケルビン）はただの単位です。
元の体積５００ℓ×体膨張率０．００１３５×温度差１０℃＝６．７５
つまり、ガソリン５００ℓの温度が１０℃上げると、６．７５ℓの体積が増えるということです。
まとめ
伝導・・・鍋を加熱すると熱が伝わり温まる
放射・・・ストーブの前にいると体が暖かい
対流・・・お風呂。温かくなったお湯が「対流」によって移動し、冷たい水に熱を伝える
熱伝導率は数値が大きいほど熱が伝わりやすい
- 気体（小）→液体（中）→個体（大）
体積が膨張する割合を示す数値を体膨張率という
- 個体（小）→液体（中）→気体（大）
増加体積＝元の体積×体膨張率×温度差
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