POINT
熱エネルギーの発生源と伝わり方
物を加熱する方法には、対象物の外側から熱を加える「外部加熱」と、対象物自体が発熱体となり、内部から熱を発生させる「内部加熱」の2種類があります。熱の伝わり方だけでなく、熱エネルギーの発生の仕組みを理解することで、加工におけるメリットをイメージしやすくなります。
加熱とは
加熱とは、読んで字のごとく「熱を加えること」ですが、熱エネルギーが発生する物理的効果を指す場合や、熱を加えることによる加工や処理を含めて表現される場合もあります。ここでは、物理的効果に焦点を当てて解説します。
外部加熱と内部加熱
外部加熱は、対象物に外部熱源から熱を加える方法で、お湯を沸かす、調理をするなど身近な加熱のほとんどが外部加熱です。熱の伝わり方によって「伝導・対流・放射」の3つの原理に分けられ、これを「熱移動の三原則」と呼んでいます。
伝導：物質の移動を伴わずに熱が伝わる現象。温度の高いほうから低いほうへ一方方向で伝わる
例）熱したフライパンで肉を焼く
対流：温度差によって生まれる動き（流れ）によって熱が運ばれる現象。つまり物質（流体）の移動を伴う
例）風呂、湯を沸かす、エアコンの冷暖房
放射：電磁波として熱エネルギーが放射される現象。物質を介して伝わるわけではない
例）焚火で暖をとる、日向ぼっこ
一方「内部加熱」とは、文字通り「内側から加熱する方法」で、電気を利用する方法と、磁気を利用する方法の2通りあります。前者を「高周波誘電加熱」、後者を「高周波誘導加熱」といいます。
誘電加熱：電界の影響下で物質が持つ原子の振動や摩擦により発熱する現象
例）電子レンジ
誘導加熱：磁界の影響下で物質に電流等が発生することにより発熱する現象
例）IHクッキングヒーター