III.

対流

伝導は1つの物体の中だけでなく、接触した2つの物体間においても生じる。もし一方が液体か気体であれば、ほとんどかならず流体の運動が発生する。

固体表面と液体や気体との間におこる伝導の過程は対流ともよばれる。流体の運動は、自然におこるものもあるし、強制的におこすものもある。

液体や気体は熱せられると、体積当たりの質量が減少する。重力場におかれると、熱くて軽いほうの流体が上昇し、冷たく重いほうの流体はしずむ。このように温度の不均一と重力によっておこる運動は自然対流とよばれる。これに対して、圧力勾配をくわえて流体に運動を生じさせる対流を強制対流という。

たとえば、なべにはいった水を下から熱したとき、底の水は膨張し密度が減少する。そのため底の熱い水が表面に上昇し、冷たい水が底のほうへとむかい、水の循環がおこる。同じように、二重窓ガラスの間の空気は、冷たい外側のガラスに近いほうがさがり、あたたかい内側に近い空気が上にあがることによって循環が生じる。