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ある物体に一定の熱量を加え続けると、最初は急激に温度は上昇しますが、だんだんその傾きは緩やかになると思うのですが、これはなぜですか?教えてください。

A 回答 (3件)

zoh さん,ikkyu3 さんの回答の趣旨の通りです.



断熱的実験の場合は別にしまして,
対象となる物体は環境温度の中にあります.
したがって,この物体に熱を加えて温度が上がりますと,
周囲に熱が流れていくことになります.
で,加え続けられる熱と周囲に逃げる熱が等しくなったところで
物体の温度が一定になります.
つまり加熱と冷却のバランスで最終的温度が決まります.

冷却はかなり複雑な機構で,ikkyu3 さんが書かれているように
伝導,対流,放射(輻射)によるとされています.
現象論的(経験的)には,物体の温度と周囲の温度との温度差に比例して
熱が逃げていきます.
これをニュートンの法則と称しています.
ただし,両者の温度差が余り大きくないときに限ります.
つまり,物体の温度を T,周囲の温度を T0 としますと
逃げていく熱は単位時間あたり a(T-T0) です.
a は定数で物体や周囲の状況によります.

一定の熱を加え続けるのですから,これを単位時間あたり q としましょう.
そうすると,物体に入る熱が q,出てゆく熱が a(T-T0) ですから,
正味の入り分は q - a(T-T0) で,T が大きくなるに従ってこの正味分は
減っていきます.
こういうわけで,T が大きくなるに従って温度上昇の割合が緩やかになってゆき,
q - a(T-T0) = 0 になるような T で,物体の温度はもう変化しなくなります.

この考えで微分方程式を立てるなどすると,
T の時間変化の具体的関数形などもわかりますが,
必要でしたら補足下さい.
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この回答へのお礼

大変丁寧な回答ありがとうございました。私が知りたかったズバリの答えで嬉しかったです。今後もよろしくお願いします。返事が遅れてすみませんでした。

お礼日時:2001/12/05 22:19

放熱は、伝導,対流および放射による熱の伝達で行われますが、いずれも温度が上がるほど活発になるからだと思われます。


その結果、一定の温度上昇で安定する性質があります。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。お礼の返事が遅れてすみません。

お礼日時:2001/12/05 22:17

物体の温度が上がると、放熱量も大きくなるからではないでしょうか?

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この回答へのお礼

ありがとうございました。返事が遅れてすいません。

お礼日時:2001/12/05 22:16

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