元祖 [熱の実験室] 第5回 - 遠赤外線と太陽光線で加熱

「熱の実験室」のコーナーでは、熱を利用した身近な実験を行なっています。

  第5回(1998年8月)の実験

 放射エネルギーを利用して物体を加熱する方法として、遠赤外線ヒーターによる加熱、天然の太陽光線による加熱が一般的です。ところが、この2つは電磁波の波長がかなり違います。また、加熱される物体の材質・色などによっても加熱効果 は異なるはずです。

 今回は、この2つの熱源による加熱に、どのような違いがあるのか、実験してみました。


 ● 実験に使用した器具

■ 遠赤外線ヒーター

ハイレックスヒーター(反射板付きタイプ)
型番:HHS1210  定格:200V 1kW 全幅:825mm

■ 太陽

 1998年8月下旬、午後3時頃の、(株)八光電機 所在地 (長野県千曲市) から見える太陽です。

■ 熱電対

 Kタイプ熱電対の素線(+:クロメル線、-:アルメル線)φ0.2

■ データレコーダー

 熱電対からの電圧をデジタル変換して、ノートパソコンに取り込むものを使用しました。

 ● 加熱する物体

 20mm角/厚さ2mmの銅板に、色々塗ったものを、被加熱物としました。

No.1
 光沢のある、銅の地肌(何も塗っていない)

No.2
 赤色の塗料(アクリルラッカー)

No.3
 UVカット効果があるというファンデーション(化粧品)

No.4
 シルバーの耐熱塗料(シリコーン系)

No.5
 黒色の塗料(アクリルラッカー)

No.6
 材料として、土が入っているというファンデーション(化粧品)

No.7
 水色の塗料(アクリルラッカー)

 ● 実験の方法

 加熱する銅板の裏側には、熱電対をフッ素樹脂粘着テープ(耐熱温度が高い粘着テープ)で固定し、上のように30mmピッチ(銅板間のすき間は10mm)で冶具から吊るしました。加熱面 が一定を方向に向くように、ガラス繊維の糸とフッ素樹脂粘着テープで固定しています。

 これを、水平に同じ高さに固定した遠赤外線ヒーターと、太陽光線からの放射熱で加熱し、データレコーダーで温度測定しました。