応用編 vol.1［実験： 熱伝導］材料の熱伝導率を調べる

金属の加工による硬化と、加熱による軟化を試してみよう

【用意するもの】
金属線(アルミニウム、銅、ステンレス)、ライター(着火器具) 、ハンマー、金床

【方法】
1. 銅線(端から5 cm 位のところ) をつまみ、ライターで一方の端を加熱する。
2. ステンレス線、アルミニウム線でも同じように加熱。熱の伝わり方は同じか、それとも違うか？体感してみよう。

---

金属と他の物質も比較してみよう

【用意するもの】
銅、ガラス、シリコン、人工ダイヤモンド(手に入ったら)、氷

【方法】
1. 最も熱伝導率が良かった銅線の端をつまみ、氷を切ってみる。
2. 人工ダイヤモンドをつまんで軽く氷に押し付ける。
3. シリコン、ガラス、銅などでも試してみる。

［解説］金属と材料の熱伝導率

良く熱を通すものは、電気も良く通す

---

熱の伝達経路

電子が熱を運ぶ(金属など)：
金属結合では自由電子が熱や電気を伝える。

格子(原子) が熱を運ぶ(ダイヤモンドなど)：
ダイヤモンドは炭素原子が4つある価電子の共有結合で結びついている。
熱は格子の振動で伝わるので、強固な結合の格子は熱を伝えやすい。

電気を通さなくても熱を良く通すものもある：
ダイヤモンドは、炭素の価電子が共有結合で固定されているので電気を通さないが、格子が熱を伝える。
黒鉛は、炭素の4つの価電子のうち3つが結合した平面構造の層の集まり。残りの価電子が動き回れるので電気を通すが、熱はダイヤモンドより伝わりにくい。

---

同属元素の性質は似ている