金属の熱伝導

熱を伝えやすい金属はどれ?(No.110)

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熱を伝えやすい金属はどれ? 熱を伝えやすい金属はどれ?

実験監修:名古屋市科学館学芸員 佐伯平二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

実験の説明

どうしてなのかな

No.109では水(液体)と空気(気体)の熱の伝わり方(熱伝導)の違いについての実験をしましたね。今月は金属の熱の伝わり方の実験です。銅、アルミ、鉄の棒の先端は小さなカップの中に入っていて、カップの中には同じ量の水が入っています。3本の金属棒のもう一方の端を同じ温度のお湯で温めながら、カップの中の水の温度を測ると、温度の上がり方に差があることがわかります。ちょっと不思議ですね。

そうかなるほど

熱伝導は分子や原子の熱運動がまわりの分子や原子に伝わって熱が移動する現象ですが、金属ではこれに加えて金属の中にある自由電子(金属中を自由に動き回ることができる電子で、原子の数と同じくらいある)が離れた位置にもすばやくエネルギーを伝えます。つまり、金属では隣の原子に振動が伝わる現象と、自由電子が動き回るという現象とによって熱が伝わっていて、しかも、この自由電子による熱伝導の方が数十倍以上も大きいため、他の物質に比べて金属は熱をよく伝えるのです。自由電子は金属の中を移動して電気も伝えます。電気を伝えやすい金属は熱も伝えやすく、鉄よりも電気を伝えやすいアルミニウムの熱伝導率(熱の伝わりやすさ)は鉄の約2.8倍、さらに電気を伝えやすい銅の熱伝導率はアルミニウムの約1.7倍になります。

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