熱伝導率 熱伝導率の概要

熱伝導率

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2015/05/05 05:04 UTC 版)

熱伝導率
thermal conductivity
量記号 λ, k
次元 L M T -3 Θ -1
SI単位 W/(m K)
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定義

熱流束をJ 、温度をT 、温度勾配を grad T とすると、熱伝導率λはフーリエの法則

 \boldsymbol{J} = - \lambda \operatorname{grad} T

の比例係数として定義される。

SI単位ワットメートルケルビン W/(m・K)、W・m-1・K-1であり、W/(cm・K)、W/(m・K)、W・cm-1・K-1も使われる。記号にはλ、k がよく用いられる。

関連する物理量

熱伝導率の逆数熱抵抗率という。また、熱伝導率に似ているが異なる物理量として

がある。

値の例

一般的な材料の室温付近での熱伝導率[1]
材料 熱伝導率(単位: W・m-1・K-1)
カーボンナノチューブ(C) 3000 - 5500
ダイヤモンド(C) 1000 - 2000
(Ag) 420
(Cu) 398
(Au) 320
アルミニウム(Al) 236
シリコン(Si) 168
真鍮 106
ニッケル 90.9
(Fe) 84
白金(Pt) 70
ステンレス鋼 16.7 - 20.9
水晶(SiO2 8
ガラス 1
(H2O) 0.6
ポリエチレン 0.41
エポキシ樹脂("bisphenol A") 0.21
シリコーン(Qゴム) 0.16
木材 0.15 - 0.25
羊毛 0.05
発泡ポリスチレン("Styrofoam") 0.03
空気 0.0241

測定法

  • レーザーフラッシュ法
    熱拡散率比熱容量を測定し、別に求めた密度と合わせて熱伝導率を計算する(比熱容量も別に測定することがある)。均一材料の温度の過渡応答を測定理論に用いているため、複数の材料が接続している場合の測定には向かない。
  • 定常熱流法・平板熱流計法
    温度差及び熱流束から熱伝導率を直接測定する。土壌の熱伝導率測定などにも使われる。
  • 熱線法
    熱線(ヒーター線)の発熱量と温度上昇量から、熱伝導率を直接測定する。

  1. ^ 理科年表 第84冊 物54(410)


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