<住宅コラム 2/3回>R値ってなに?熱伝導?

さて、第一回ではR値、熱伝導率、熱貫流抵抗等、専門用語がいろいろとでてきました。
まずは、それについて理解しなければなりません。
ここでは、要所要所で身近なものに例えて説明致します


E社
0.2mmの材料の熱貫流抵抗値はグラスウール208mmに相当する3.96m2・K/W(へいべいケルビン ワット)
カブラギ
こんな記載がありましたね?
じゃあ熱貫流抵抗ってなんなんでしょうか。
これは、部材の熱の通りづらさ、を表す数字で、
厚み÷熱伝導率で表されます
ん?熱伝導率って?また専門用語?
カブラギ
これは正直、どんどん追いかけて説明していくしかないので、お付き合いください。。。。
カブラギ
熱伝導率とは、熱の3要素 伝導・対流・放射のうちの伝導に関しての熱の伝わりやすさを示す数字で、
”伝わりやすさ”、で割ったから熱貫流抵抗”通りづらさ”を示すことになります
熱伝導ってよくわからないのに、3つでてきたけど・・・・・
カブラギ
身近なものでイメージできるようにします。ここ、断熱材のことをいろんな方が間違えて説明したりすることがある理由の一部なので、
大事な所です。
伝導というのは 物質の中を高い温度のものから低いものへ徐々に熱が伝わること
カブラギ
フライパンのイメージです。 フライパンの上に食材が置かれたら、徐々に温まりますよね?
例えばお皿の上に温かいものを置いたら、お皿も少なからず、温まります。
熱伝導率が高いほど、はやく、物質から物質で熱が伝わります。 これが熱伝導率の見方になります。
他の2つは??
カブラギ
次に熱対 これは、水や空気などの流体(動いている物質ですね)の流れを伴う熱の移動です。
これは、同じくキッチンですが、鍋でヤカンの水をあたためた時のイメージが良いと思います。
分子などの専門的な話になってしまうので避けますが、個体と個体が接している時の熱の動きは伝導となり、
個体と流体(水や空気が代表例)の熱の伝わり方は対流となります。
鍋はもちろん触れないくらい熱くなりますが、(熱伝導)
コンロと中の水は触れていません。 水や空気は流体ですので、分子レベルでは分子同士の伝導はありますが、基本的には対流の効果に比べると無視できる値です
カブラギ
そして、鍋で水を温めた時って、水ずっと動いていませんか?
コンロと水が直接触れているわけではないのに、水は中で流れを作って時にはふきこぼれます。
温められた流体は上に上がろう上がろうとしますので、温まった水は押し上げられ、上部に滞留している
まだ温まっていない水は逆に鍋の外側を通って下に押し込まれます
その水は温まって上にあがろうとして・・・・の繰り返しです。
空気でも同じことが起きており、だから部屋を温めても足元が冷たい、という状況がおきるんですね。
なんとなくだけど、わかりました。
じゃあ、最後の放射は?
カブラギ

放射は、電磁波によっておこる熱の移動です。
代表的な例は、太陽や、電子レンジです。
カブラギ
電子レンジって、なんで食材を温められるんでしょうか?
・直接触れていない(熱伝導していない)

・空気をあたためたわけじゃない(サウナ室のように、レンジの中を直接熱しているわけじゃない→熱対流ではない)
これは、電磁波によって、食品中の水分子を動かすことで、温度をあげています。
熱エネルギー=運動エネルギーなので、動けば熱が発生します。
その微細な動きを繰り返して温めるのが電子レンジの原理で、太陽があれだけ離れていても、
さらに真空の空気の宇宙を介しても、
地球に熱を伝えてくれるのは、電磁波の存在があるからです。

カブラギ
ここでハナタカ! なんで電子レンジで卵をあたためると、爆発しちゃうんでしょうか?
温まったら爆発するなら、お湯で温めてもだめなんじゃ・・・・
ここで、「それは電磁波で内部から温めてるからだよ!」なんて言っちゃいましょう。
カブラギ
電磁波は物質の内部からあたためる性質を持っており、黄身からまず温まります。
そして、黄身は白身と殻に守られた状態で熱せられ、爆発条件を満たす際の
黄身の温度は100℃以上。 本来ならば沸点を超えており、水蒸気化しますが、
前述の理由で水蒸気化できません。
水はあたたまると体積が増え、肥大化します。
だんだんと増えた体積の影響で、まず殻にヒビが入り、卵の中身が外気に触れる状態となります
直前まで100℃を超えても、殻の影響で水蒸気化しなかったものが、
外気に触れることによって一気に水蒸気化します。それが水蒸気爆発であり、
たまごの爆発はこれによって起こります。
あれ。。。断熱の話してたと思ったらほぼたまごの話になっちゃった。。。。
最初の目的なんだっけ・・・・
カブラギ
すいませんでした ;
次回は、今回の記事で3つの熱要素を理解していただけた!!という前提で、
次のお話に移りたいと思います。。。。
話が長くなってしまいスミマセン
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