第1回　伝熱とは

伝熱工学は，温度差の結果として物体間に起こるエネルギー移動を取り扱う科学です。
エネルギーの移動といっても，具体的には思いつかないと思います。 伝熱現象の関わるいくつかの具体的なシーンとしては，
・使っていると熱くなるスマホ
・自動車（炎天下の車内温度，エンジンの冷却）
・料理（焼く・煮る・冷凍・冷蔵）
・家（省エネ住宅，暖房・冷房）
など，機械に限らず身の回りで起こっていることがわかります。

伝熱工学がどのような場面で役立つのか，理解できましたでしょうか。伝熱工学では，”もの”を効率よく温めたり冷やしたしする方法を学びます。 今回は，履修するしないに関わらず，全員に覚えてもらいたいことを説明します。

伝熱の三形態

エネルギーは，高いところから低いところへ向かって，つまり，温度の高いところから低いところへ伝わります。 熱エネルギーの単位は，J（ジュール）ですから，毎秒どれくらいのエネルギーが伝わったかは，J/s=W（ワット）となり，これが伝熱量です。 また，単位面積あたりの伝熱量を熱流束（heat flux）　W/m²と呼びます。
これは，電気が電圧の高いところから低い所へ， 水が高さの高いところから低いところへ 向かって流れていく場合とよく似ており，同じ移動現象です。

熱エネルギーの場合，水や電気と違い，移動の仕方に三種類あります。

伝導（conduction）

電気のように，物体内を伝わる

対流（convection）

風や川のように，流れによって伝わる

ふく射（radiation）

光のように，電磁波として伝わる

最初の例で見たような場面では，三種類の形態が組み合わさり熱エネルギーが移動しています。
では，ここで太陽から届いた熱エネルギーで，自動車の室内の温度が高温になる仕組みを，考えてみましょう。

演習

下図の様な絵を描いて，太陽から車内にどの伝熱形態で熱エネルギーが伝わっているかを図示して下さい。