素人ですが、
 真空中において、熱伝導はするのでしょうか。
例えば、ある固体を真空の容器で覆った場合、容器に
固体の熱は伝導するのでしょうか。
 又、スペースシャトルで火災が発生した場合、室外は燃えないのではないですか。
 余りうまく表現出来ていませんが、真空中の熱伝導等について、素人でも理解できる簡単な書物等があれば教えて下さい。
 
 
 

A 回答 (7件)

素人考えです。


熱の伝導は主に3っつに分かれます。伝熱、対流、放射です。真空中の場合伝熱するものが無いので放射による伝道が起こります。太陽からの放射熱がそれに当たります。
発火は、空気が無い状態でも起こります。練炭等の一酸化炭素中毒が燃えて酸素を使い切っても燃えている証拠です。宇宙に居るスペースシャトルも同じ理屈で燃えると思います。
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#5です.


いま皆さまのご回答を読み直して,改めまして蛇足ですが,
「熱伝導」と言えば用語としては,「固体内の熱の伝わり」を意味します.
質問者さまの御質問の2行目,
>真空中において、熱伝導はするのでしょうか。
は,「真空中において,熱は伝搬するのでしょうか.」と言う意味かと思われます.
質問者さまにおかれましては,「熱伝導」とは,
「3つの熱の伝わり方(伝道,伝達,輻射)の中の一つ」とご理解頂いた上で
皆さまのご回答を読まれますと,混同ないと思いまして,僭越ながら蛇足まで...
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>真空中において、熱伝導はするのでしょうか。



 宇宙は巨大な天然の魔法ビンですが、
太陽の熱は地球に伝わっています。
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#3さまに補足です.



「燃える」とは「熱や光を出して酸化する」ことで,
燃えるための条件は一般に.
1.燃えるものがある.
2.酸素がある.
3.点火源がある.
ですが,「2」は別に酸素に限らずとも,「酸化性物質」であれば,モノが燃えます.

物資は何でも,例え金属であれ何であれ,真空中に入れると若干ですが気化します.
これは全ての物質の蒸気圧が有限の値を持つ=0ではないことによります.
従って,熱輻射に加えて,その若干の蒸気による若干の熱伝達でも熱が伝わります.
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名回答ぞろいですね。


直射、輻射以外は無いと思います。

輻射は、焼けた鉄の熱が放射される現象と考えれば良いです。

>例えば、ある固体を真空の容器で覆った場合、容器に固体の熱は伝導するのでしょうか。

輻射熱(遠赤外線)は伝導(放射)されます。

又、スペースシャトルで火災が発生した場合、室外は燃えないのではないですか。

真空になると、電子さんが、さかんに遊びまくるので、空気で絶縁しないとシャトルは狂ってしまいます。
シャトルが巨大真空管、落雷じょーたいになりかねません。

多分、殆どの部屋は空気があり、火災は命取りになるでしょう。
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#1のかたも述べていますが,


熱が伝わる場合,伝導,対流,輻射(放射)の3種類があります.

このとき対流は気体や液体を用いたときにおきるものなので,真空中ではこの方法では熱は伝わりません.この熱の伝わり方は,熱せられた分子が移動して(比重が軽くなるので)熱が伝わります.

次に伝導ですが,質問にある例の場合
ある固体が,真空中に浮かんでいれば,この方法では
熱は伝わりません.ただ,普通に考えるとある固体は
きっと容器のどこかに当っていると思いますので
熱伝導で熱は伝わると思います.この熱の伝わり方は,確か,自由電子によって伝わるものだったと思います.

最後に輻射ですが,これは光となって伝わるものなので
ある固体と容器の間にさえぎるものがない限り熱は伝わります.(車の窓が凍るのはこの放射冷却によるものなので,窓と空の間に何か新聞紙でも挟んでおけば防げます.)

スペースシャトルが燃えないことと,今までの質問のつながりがよくわかりませんが,室外も燃える場合があるでしょう,酸素もどこかに蓄えられていることですし.真空でも物が燃える場合はあります.それは花火などの場合,周りの酸素では足りないので,燃えながら酸素を出しています.(花火は水の中でも燃えますよ)このような場合だけ,真空中でも燃えます.

物が燃える条件は
1)温度がそのものの発火点を超えている.
2)酸素が充分にある
ということだったと思います.
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熱伝導ということは、原子(分子)の運動によりますので、真空中ではしません。

魔法瓶が熱を伝えない(伝えにくい)のと同じです。

しかしその固体は、たとえ温度が低くても光を出します(熱輻射といいます)。すると外側の容器は、固体が出す光によって熱を得ます。固体が手で触れる程度の温度であれば、容器に与える熱は誤差の範囲でしょうが、太陽の光で地球が暖まるのと同じです。

ほぼ真空中にいるスペースシャトルで火災が発生した場合、室外が燃えないのは酸素が無いのが主な要因でしょう。熱を伝えるものが他にあれば(例えば噴出してガスになった燃料とか、飛散した細かい破片など)室外は燃えないかもしれませんが熱は伝わって高温になると考えられます。

一般的な熱力学の教科書ではなく、真空中の熱伝導を解説する書物はちょっとわかりませんが、熱伝導といえばボルツマン、ということで、私自身未読で恐縮ですが、読んでみたいなと思う本を掲載します。

『ボルツマンの原子 理論物理学の夜明け』
http://shope.goo.ne.jp/se/sv/rt/prid/61000101_02 …
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(注:下記の計算サイトで計算しました)
http://www.es.ris.ac.jp/~nakagawa/met_cal/satu_vapor.html

 質問者さんのおっしゃる「-0.1メガパスカルの水の沸点は11.7度」とは、「温度11.7℃の空気の飽和蒸気圧は13.75hPa = 0.001375MPa である」という意味でしょう。
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そもそも、「真空引き」を寒い外気の中でやるわけではないでしょう?

 例えば、室温20℃では、空気の飽和蒸気圧は「23.39hPa」です。
(注:下記の計算サイトで計算しました)
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>(1)最高気温5度で、15分くらい真空引きしても水分が沸点に達せずに、
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では、水は100度を超えないと、蒸発しないのでしょうか?
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常温でだって乾きますよね?まぁ、常識の問題です。
常温、常圧でも水は蒸発します。

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>(2)ネットで取付手順などを見ていると、「配管切断後にリーマーによるバリ取りを行う」
>と記載されていますが、必ずやった方が良いのでしょうか?

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>必ずやった方が良いのでしょうか?
と思うでしょうか?

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あなたが作業を行うのでしょうか?
バリ取りをやらなくてよいと思われているのなら、そんないい加減な作業はやらない方がいいですよ。

>(1)最高気温5度で、15分くらい真空引きしても水分が沸点に達せずに、
>十分に蒸発せず、のちのち故障や効率悪化が起こる原因となるのでしょうか?

では、水は100度を超えないと、蒸発しないのでしょうか?
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はじめまして。前回の質問は読んでいてなんとなく記憶があります。

Q1:50L程の真空槽を販売している所があれば教えてください。できればカタログ等掲載しているHPがあれば最高なのですが・・・
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どのようなシステムがご希望でどれくらいの予算があるのかでぜんぜん違ってきます・・・。予算が潤滑にあるのならば真空屋さんに注文するだけでオーダーで組み立ててもらえますよ。ポンプまで含めて。真空屋さんでHPを持っていてなんていうの...続きを読む

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こんばんは。
簡単に説明します。

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水が気体になると、今度は激しく飛び回るようになります。

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そのため、水が液体から気体になるときは、水の分子はどこかからエネルギーを吸収しています。

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……以上のようになるからです。
また、やかんの火を止めておいても、元々十分熱かったので、凍ってしまうことはまずないと思います。

「どうして、凍るほどこんなに激しく気化する」のか、「湿度の問題」なのかどうかといいますと、
たとえば、液体の水が気化(蒸発)していかないときを考えてみます。具体的には、コップの中の水が、放っておいても減っていかない場合、洗濯物が乾かない場合などを考えてください。
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このようなことが起こるときは、空気中に水がたくさんあるとき(湿度が大変高いとき)です。
空気中に水が少ない(湿度が低い)と、コップの中に入る気体の水の量が少ないので、どんどんコップの中の水はなくなっていきます。
そのうえ、空気が少ないと、空気から圧力を受けないので、水は気体になりやすくなります。気体になると、体積が大幅に増えますから、空気からどれだけ圧力を受けているかによって、気化のしやすさが変わるのです。

凍ってしまったりするのは、液体から気体になるときに、必要なだけのエネルギー(熱)を吸収していくからです。

結構いい加減かも知れません。
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こんばんは。
簡単に説明します。

「気化」というのは、液体が気体になることです。

水が液体のとき、水の分子は、ぐるぐると、激しくうごめいていますが、
水が気体になると、今度は激しく飛び回るようになります。

水が液体のときと、気体のときでは、水の分子の持つエネルギーが違い、気体のときの方が大きいです。

そのため、水が液体から気体になるときは、水の分子はどこかからエネルギーを吸収しています。

このときに吸収するエネルギー(熱)が気化熱です。

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