熱力学の問題です。

質問

１，伝導・放射・対流のそれぞれの熱の伝わり方を利用した暖房器具や冷房器具の例をあげて，それぞれの熱の伝達を説明してください。

２，同じ温度の低温物体を触って時でも，金属と木材とでは冷たさが異なるのはなぜですか？

回答No.1

WiredLogic · ベストアンサー

伝達の説明については、学校・学年などで、要求されるレベルが違うので、難しすぎる話をされても、易しすぎる話をされても、困るでしょうから、教科書などを参考にして考えてもらわないと…

とりあえず、小学生レベルの例と説明をしておくと、

伝導とは、主に、固体がくっついて、そこで熱のやりとりがあることで、
例としては、床暖房やホットカーペットなどが、それに当たります。

対流とは、主に、液体や気体が、暖かい部分は上に、冷たい部分は下に、
動く結果、グルグル回って、全体を暖めていく、お湯やお風呂の湧く仕組
みたいなもので、対流式ストーブ、側に寄れば、暖かいけど、その暖かい
空気を周りに広げて行くんじゃなくて、主に上の方に出していって、
その空気がグルグル回って部屋全体を暖めていくような仕組のストーブが
それになります。

放射とは、熱いものから、直接赤外線などが飛んでいって、それがあたる
ことで、暖まるというもので、反射式ストーブ、セラミックヒーター、
こたつなどがその例、

エアコンやファンヒーターなど、暖めた空気をファンで送り出すタイプは
大筋で、特に部屋全体を暖める使い方のときは、対流メインと言っても
いいのですが、ファンヒーターで、風の来る前に座っちゃうようなときは
微妙かも^^。もっとも、どの例も、それだけしか使わない訳じゃなく、
例えば、こたつなら、放射で、中の畳やカーペットも暖まって、それに
触って暖かいのは伝導、中の空気も対流してこたつの中の空気全体も
暖まるので、対流、という側面も持っています。

２は、レベルによって、熱の伝わりやすさとか、熱伝導度や熱容量など、
違う言葉を使いますが、小学生レベルで言えば、

金属は、常識の通り、暖まりやすく、冷めやすい、つまり、熱はよく
伝わる、なので、金属に触ると、体温が、金属の表面温度より
高いと、伝導で、どんどん熱を奪われる、

それに対して、木は、中に小さな空洞をたくさん含んでいて、伝導は、
主に固体で起こると書きましたが、気体は伝導を起こしにくい、それで、
熱が伝わりにくく、金属に比べると、暖まりにくく、冷めにくい、
それで、触っても、金属に比べて、簡単には熱が伝わらないので、
体温も奪われにくい。

柔らかいウレタンとか、発泡スチロールとか、モコモコのダウンとか、
綿とか、ふわふわ系のものが、木以上に熱を伝えにくい、触って冷たく
感じないのも同じ仕組みです。

お礼

ありがとうございます！