化学

太陽に当たってるだけで暑い…第3の伝熱「輻射熱」について理系ライターがわかりやすく解説

3.電磁波による加熱

3.電磁波による加熱

image by Study-Z編集部

電磁波によって直接触れていない物に、電場や磁場を与えることが出来ます。

発生源の電場を振動させておけば、加熱される側の物質付近でも電場も振動するもの。

物質付近で電場が振動していると、電子や原子核等の電荷が揺らされることになります。

物質の電荷が揺らされると、原子の運動が激しくなり熱が発生

この熱が輻射熱。電磁波によって電場が与えられて、原子が振動し発生する熱です。

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熱の定義

熱とは原子の運動の激しさのこと。激しく動いてるものほど熱を持っていると定義されています。

ちなみに原子が全く動かない時が、絶対零度(約-273℃)。全く動いてなくてこの温度なので、これ以上冷たくなりようがありませんね。

 

4.身近な輻射熱

ここでは身近な輻射熱の例として、太陽による熱と電子レンジでの加熱について解説します。

4-1.太陽からの輻射熱

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同じ気温でも日光に当たっているのと、当たっていないのとでは体感温度は全く違いますね?なぜでしょうか。

日光にあると暑いのはまさしく「輻射熱」のせいです。

日光に当たっていようがなかろうが、私たちが直接触れているのは空気のみ。直接触れていない太陽からは輻射熱によって熱を受けているもの。

太陽表面温度は6000℃とも言われており、そこからはとてつもないパワーの電磁波が発生。6000℃に相当するだけ電子や原子核が振動しているわけですから、それ相応の電場が発生。その周りには磁場も発生。

宇宙空間には大気のような直接温度を伝えるものはほとんどありません。熱伝導や熱伝達はほぼ起こりようがありません。

太陽からのエネルギーは電磁波の形で地球にやってきます

太陽光を浴びる=電磁波も浴びているもの。その電磁波によって私たちの身体が温められる。だから暑いのです。

4-2.電子レンジ

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電子レンジはまさしく輻射熱の例ですね。

電子レンジに食品を入れ加熱。食品には直接熱い物を触れさせていませんが加熱することが可能です。

まず電場を作った上で、その向きを目まぐるしく変化させる。すると、それに合わせ周辺にも電場or磁場が出来てきます。つまり電磁波が発生するわけです。電磁波が食品を構成する原子たちを微振動させ熱を持たせているといもの。

電磁波と輻射熱

輻射熱は

電磁波によって物質が微振動することで発生する熱

電磁波が電場の動きを作る→電荷を動かす→電子や原子核が動く→熱が発生

という流れです。

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