今週の問題
熱の伝わり方を大きく三つにわける場合、「伝導」と「対流」と、もう一つは何でしょう。
選択肢
・超電導
・超伝導
・投射
・放射
・反射
正解…放射
解説
それぞれ分けて解説します。
「伝導」を別名「熱伝導」とも言いますが、物体の内部を高温部から低温部へと熱が順次伝わっていくことで、結合している原子間・分子間を次々に振動などの運動エネルギーとしての伝達によって熱が伝わることをいいます。
この場合は加熱物と被加熱物を接触させることによって、熱を直接材料に伝えることで高温にするということです。
一方、逆に「超伝導」というのは1911年、オランダの物理学者ヘイケ・カメルリング・オンネスによって発見されたもので、特定の金属や化合物などの物質を冷却したときに電気抵抗が0になる現象のことであって、「伝導」とは全くの別物です。
同じ読み方で「超電導」という言葉は実をいうと、『理化学研究所彙報』が出版した「超伝導」の誤植表記のようです。
「対流」は気体や液体のような流体が熱せられると、膨張して軽くなって上へと移動し、冷たい部分が下降して入れ換わるように熱が動くことをいいます。温度が高くなれば分子の運動範囲は広くなり、体積は膨張して密度が小さくなります。つまり軽くなった重力と反対方向に、あるいは圧力に押される方向へ移動します。
薪で沸かした風呂を扱ったことがある人はわかりますが、上は熱くて下が冷たいので、よくかき混ぜてから（攪拌）入浴してくださいと言われるのはこの現象が起きているためです。
「放射」は、空間など赤外線をよく透過する物体内では、赤外線波長域の振動数をもった電磁波として伝わっていきます。その電磁波が物体にあたったとき、物体を構成する原子間の結合力と重さに依存する固有の振動数と適合することによって、物体の分子振動の振幅が助長されて高い熱エネルギーを保有させます（赤外線加熱はこの放射の加熱方式）。
要するに、空気・ガスなどを介さずに、電磁波により分子を振動させて摩擦熱を発生させますので、アイハロゲンヒータの加熱方式がこの現象にあたります。
「投射」または「投影」は光の像や影などをスクリーンなどにうつし出すことで、「反射」は光や音などの波がある面で跳ね返る反応のことであり、この２つは熱の伝わり方と一切無関係です。