熱とは何か？
熱とは、分子や原子の運動エネルギーの総和です。物質を構成する分子や原子は常に振動したり、回転したり、移動したりしています。これらの運動が活発になればなるほど、物質の温度は高くなります。
熱量（Q）
熱量とは、ある物体が吸収または放出した熱の量を表します。熱量の単位にはジュール（J）やカロリー（cal）が用いられます。
- 1カロリー（cal）：1グラムの水を1℃上げるのに必要な熱量
- 1ジュール（J）：仕事の単位であり、熱エネルギーの単位としても使用されます。1 cal ≒ 4.2 J
熱量は以下の式で表されます。
Q = mcΔT
ここで、
- Q: 熱量（Jまたはcal）
- m: 質量（kgまたはg）
- c: 比熱（J/(kg・K) または cal/(g・℃)）
- ΔT: 温度変化（Kまたは℃）
比熱（c）
比熱とは、ある物質1g（または1kg）の温度を1℃（または1K）上げるのに必要な熱量のことです。物質の種類によって比熱の値は異なります。一般的に、比熱が大きい物質ほど温まりにくく、冷めにくい性質を持ちます。水は比熱が比較的大きい物質です。
例えば、同じ熱量を加えても、比熱の小さい物質は温度が上がりやすく、比熱の大きい物質は温度が上がりにくいです。
熱移動の3つの形態
熱は、温度の高いところから低いところへ移動します。この熱の移動には、主に次の3つの形態があります。
伝導
伝導とは、物質内での熱の移動のことです。物質を構成する分子や原子が振動し、その振動が隣の分子や原子に伝わることで熱が移動します。金属などの固体は、自由電子が熱を伝えるため、伝導しやすいです。
対流
対流とは、液体や気体の中で、温度差によって生じる密度の違いによって熱が移動する現象です。温められた液体や気体は膨張して密度が小さくなり、上昇します。代わりに、冷たい液体や気体が下降し、循環が生まれます。この循環によって熱が移動します。
放射（輻射）
放射とは、電磁波（赤外線など）によって熱が移動する現象です。放射による熱移動は、物質を介さずに真空中でも起こります。太陽の熱が地球に届くのは、放射による熱移動です。
危険物と熱
危険物の取り扱いにおいて、熱の知識は非常に重要です。例えば、引火点や発火点は、熱によって物質が燃焼を始める温度を示します。また、危険物の貯蔵・取扱いの際には、適切な温度管理を行い、過熱を防ぐ必要があります。温度管理を怠ると、shizen-hakka（自然発火）や爆発などの事故につながる可能性があります。
温度上昇を抑えるために冷却したり、可燃性蒸気の発生を抑えるために温度を下げたりします。特に第四類の危険物は、inkaiten（引火点）の低いものが多く、静電気などによるわずかな火花でも引火する可能性があるため、seidenki（静電気）対策も重要です。nenshou-no-san-youso（燃焼の三要素）を理解し、熱源を遮断することが火災予防につながります。
このページの要点
- 熱量は物質が吸収・放出した熱の量であり、Q = mcΔT で計算できる。
- 比熱は物質1gの温度を1℃上げるのに必要な熱量で、物質の種類によって異なる。
- 熱移動には、伝導、対流、放射の3つの形態がある。
- 危険物の取り扱いにおいて、熱の知識は火災予防のために不可欠である。
- 適切な温度管理を行い、自然発火や爆発などの事故を防ぐことが重要である。