真空中の熱の移動は、主に輻射によって起こる。
熱を伝える媒体を必要とする伝導や対流とは異なり、輻射は電磁波を通して熱エネルギーを伝える。
この電磁波は、物質を介在させることなく真空中を伝わることができる。
5つの重要な洞察
1.真空中の熱伝達の主要モードとしての輻射
輻射とは、エネルギーを電磁波や粒子として放出することである。
熱伝導の文脈では、これらの波は一般的に赤外線放射の形をしているが、可視光線や他の形の電磁放射も含まれる。
輻射の主な特徴は、伝搬に媒体を必要としないことである。輻射は何もない空間を伝搬することができ、真空中で唯一効果的な熱伝導方法となっている。
2.放射のメカニズム
物体が熱せられると、電磁波の形で放射が行われる。
この放射の強さは、黒体（入射する電磁放射をすべて吸収する理想化された物理的物体）の単位面積あたりに放射されるパワーが、その物体の絶対温度の4乗に比例するというステファン・ボルツマンの法則に支配されている（e = C(T/100)^4, eは熱伝達容量、Tは絶対温度、Cは定数）。
つまり、物体の温度が上昇すると、放射による熱伝達率は劇的に増加する。
3.宇宙空間での例
大部分が真空である宇宙空間では、太陽から地球への熱伝達の主な方法は放射である。
太陽は可視光線や赤外線などの電磁波を放射し、真空の宇宙空間を伝わって地球に到達する。
この放射は地球に吸収され、地球を熱くする。
4.真空加熱の応用
真空熱処理などの工業プロセスでは、空気の存在下で起こりうる酸化、脱炭、その他の望ましくない化学反応を防ぐために真空環境が使用される。
このようなプロセスでは、熱は輻射のみによって被加工物に伝達されるため、加熱環境を正確に制御することができ、材料特性の向上につながります。
5.まとめ
まとめると、真空中の熱伝導は輻射を通じて行われる。
この熱伝導は、媒体がないために伝導や対流といった他の方法が実行できない環境では極めて重要である。
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