暑い、寒いというのは感覚の問題です。熱の仕組み、熱の回避方法、そしてさらに興味深いことに、熱を有利に利用する方法を学びましょう。
写真経由サックUK。
熱力学の法則を通じて熱を理解する
熱を理解することはエネルギーを理解することを意味します。エネルギー保存則、つまり熱力学の第一法則は、エネルギーは生成も破壊もできないことを示しています。エネルギーは単にある形態から別の形態に変換されるだけです。ほとんどの場合、ある種のエネルギーが熱に変換されるか、熱が別のものに変換されます。たとえば、熱が光に変換されたり、機械的仕事が熱に変換されたりすることがあります。私たちは熱を生成されるものと考えていますが、熱力学の枠組みの中では、それは別の形のエネルギーにすぎず、発生を待っている熱です。
熱力学の第 2 法則はさまざまな方法で説明されることがよくありますが、私たちの目的では次のように機能します。熱の形のエネルギーは、より高い温度の領域からより低い温度の領域に自発的にのみ流れます。簡単に言えば、金属製のスプーンが 2 つあり、一方が他方よりも熱い場合、それらを接触させても冷たいスプーンの熱を熱い方のスプーンに伝えることはできませんが、その逆は可能です。熱いスプーンは、その熱を冷たいスプーン、または他のより冷たい物体に伝えることができます。それは、誰かをハグして温めようとするときのようなものです。あなたが暖かければ、あなたの暖かさは彼らにも伝わります。そうしないと、熱があなたに伝わり、最初よりも冷たくなってしまいます。熱は、温度が均一になるまで、より低い温度の領域に移動します。
何をするか...
このことから学べることは、私たちがほぼすでに知っていることです。暑い場合は、より冷たいものに触れると、少なくとも自分の温度と接触したものの温度が同じになるまでは、熱が奪われます。と均等になりました。しかし、これはかなり複雑な問題を単純化したものです。太陽などの熱源にさらされている場合、その熱が伝わる「より冷たい領域」であり続けることになります。自分の熱を自分より冷たいものに移して体温を下げようとすることはできますが、最終的には負けてしまいます。太陽に追いつくゲームに興味がない場合は、太陽をブロックする方法を見つける必要があります。多くの場合、これは屋内で場所を見つけることを意味します。
しかし、家庭にも問題はあります。熱はあらゆる種類の涼しい地域に伝わり、あなたの家も例外ではありません。エアコンがある一方で、代替案、読者トーマス・テンペ別の解決策を提供します。環境デザイン。トーマスは次のように提案します。
すべての窓、特に西または南を向いている窓を遮蔽してください。
外部の
日焼け止め。 （特に家が断熱されている場合、家の中に入る熱は閉じ込められます。）これは最も重要です。たとえ電気をつけなければならない場合でも実行してください。シェードがその役割を果たします。
夜間はできるだけ換気をし、日中は窓をしっかり閉めてください。
(熱の遮断に関して) 設計が不十分な住宅であっても、この 2 つの原則によって大きな違いが生じます。環境設計の原則を適用して家を建てると、最も極端な場合を除いて基本的にエアコンは役に立たなくなります（これは乾燥した気候にのみ当てはまります）。北アフリカでも、古い家屋は日中涼しいままです。
もちろん、家の中で発生する熱にも注意する必要があります。たとえ屋外からの熱の多くを遮断できたとしても、屋内では熱に変換されるさまざまな種類のエネルギーが存在します。今週初めに投稿しました家庭内で熱に変換されるエネルギー量を制限する方法。屋外からの熱を遮断しながら、屋内の熱を制限する方法を意識すると、一年で最も暑い時期を涼しく過ごすことができます。
熱膨張
何かを加熱すると、通常、粒子が移動して活性化し始め、粒子間に大きな分離が生じます。これが膨張の原因となります。加熱すると収縮するものはほとんどありませんが、可能性はあります。いずれにせよ、熱膨張は、温度の変化に基づいて物質が膨張または収縮する傾向です。熱気球内のガス、海面の上昇、または...次のことを考えてください。
熱膨張を利用して何ができるでしょうか?
熱膨張は、実際には日常生活に関係しています。最初に熱湯をかけて開けるのが難しい瓶を開けたことがある人は、熱膨張の原理を利用して瓶の蓋を緩めたことがあるでしょう。水銀は温度の変化に応じて均一かつ予測どおりに膨張および収縮するため、熱膨張は水銀ベースの温度計の機能にも影響します。水銀はガラスに含まれており、温度変化にはほとんど反応しません。高熱にさらされても物理的変化がほとんどないため、優れた容器です。これが、ガラスがオーブンなどのグラタン皿として使用できる理由です。特定の材料が熱に対して物理的にどのように反応するかを理解すると、その材料が何に使用できるか、何が使用できないかを理解するのに役立ちます。
光と熱の吸収
おそらく、明るい服を着ているよりも暗い服を着ている方が暖かいということを聞いたことがあるでしょう。これは、光の吸収と反射の仕組みによって起こります。純粋な白色光がある場合、目に見えるすべての色を表す光があることになります。その光を色のついた物体に当てると、その物体は反射した光の色に見えます。反射される光が少ないほど、より多くの光が吸収されることを意味します。視覚スペクトル内のすべての色が吸収されると、黒に見えます。黒は光を多く吸収するため、熱を逃がしません。理論上、強い光の下では黒い服よりも白い服の方が涼しく過ごせるのはこのためです。
しかし、それよりもさらに複雑になります。赤外線は熱の伝達手段の 1 つであり、白い服は赤外線を反射しますが、黒い服は赤外線を吸収します。白い服によく似合いますよね？そうですね、正確には違います。体の放射熱も白いシャツによって反射され、本質的に熱が閉じ込められます。風が吹いているときは、軽くてゆったりとした黒いシャツを着ると、実際に利点が得られます。これは、放射熱を吸収し、風が潜在的に熱を運ぶ可能性があるためです。それを離れてください。したがって、黒いシャツは実際には暑くなるかもしれませんが、適切な状況下では実際には熱くならない可能性があります。あなたもっと暑い。
熱は複雑なテーマであり、私たちはその知識を有効に活用できる興味深い方法の表面をなぞっただけです。追加したいことがあれば、コメントで共有してください。
