熱伝導率の定義

熱伝導率(λ、単位はW/(m•K))は、温度勾配によって質量体内を流れる、熱としてのエネルギー伝達量と定義されます(Fig.1参照)。 熱力学第二法則に従い、熱は常に温度の低い方に流れます。
面積A(熱がその面の垂直方向に安定した速度で流れる面の面積)を通過する単位時間当たりの伝達熱量(dQ/dt または熱流束Q)と温度勾配(ΔT/Δx) との関係は、熱電導等式によって表わされます。

従って、熱伝導率は材料固有の特性であり、安定した熱伝達量を特性づけるのに利用されます。熱伝導率は、次の等式によって計算することができます。

a: 熱拡散率
cp: 比熱容量
ρ: 密度

様々な材料の熱伝導率をFig.2に示します。

Fig. 2: 熱伝導率 – 断熱材料は低い値で特性づけられ、金属は高い値を示しています。ダイアモンドは、最も高い熱伝導率をもっています。

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