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LABORATORY熱の実験室

(3)熱風発生機
　熱風発生機の吐出口に90°エルボ管を付け、吐出を下向きにします。温調用に熱電対をエルボ管の先に付けます。電源を入れ、温度を100℃、風量はインバーターを40Hzに設定して起動し、熱風の温度が100℃になったら、パラフィンワックスを吐出口のところに置きます。

熱風発生機
加熱前
5分後
　約半分くらいのパラフィンワックスが溶けました。
(4)シリコンラバーヒーター
　シリコンラバーヒーターをログサーモに繋ぎ、100℃に設定します。温度が安定したら、パラフィンワックスをシリコンラバーヒーターの上に置きます。

シリコンラバーヒーター
ログサーモ
加熱前
5分後
　見た目ではパラフィンワックスは溶けていませんでした。ホットプレートと同様に押してみると少し溶けていることが確認できましたが、ホットプレートより溶けていませんでした。
(5)湯せん
　最後に、湯せんで実験します。ボウルに水を約2L入れ、ホットプレートの上に載せます。投げ込みヒーターを入れ沸騰するまで加熱します。沸騰したら投げ込みヒーターを取り出します。沸騰状態が継続するようにホットプレートの温度を調整し、パラフィンを入れます。

加熱前
5分後
　結果は約4分ですべてのパラフィンが溶けました。

　3. 考察

　5つの加熱方法から、一番早く溶けたのは湯せんでした。溶け方は、湯せん → 熱風発生機 → 遠赤コンベア炉 → ホットプレート → シリコンラバーヒーター の順となりました。
　ホットプレートやシリコンラバーヒーターは底から加熱しているため、溶けていないように見えましたが、パラフィンワックスの上を少し押すと、溶けたワックスが見えてきました。
　容器への熱伝達率が、水は空気より良いため、湯せんに入っているパラフィンワックスは、熱風発生機より早く溶けたと考えます。熱伝達は材質と接触している部分の状態によって大きく変わります。実験のシリコンラバーヒーターとホットプレートを比べたら、シリコンラバーヒーターは表面に凹凸があるため、伝熱面積がホットプレートより小さいと思います。そのため、ホットプレートの加熱で溶けたパラフィンワックスの量は、シリコンラバーヒーターより多くなりました。遠赤コンベア炉は、放射だけではなく、炉内空気が100℃であるため、対流でも熱を伝えているため、ホットプレートよりも多く溶けました。

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