熱伝導率
熱伝導率 thermal conductivity | |
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量記号 | λ, k |
次元 | T-3 L M Θ-1 |
SI単位 | W/(m K) |
熱伝導率(ねつでんどうりつ、英語: thermal conductivity)とは、熱伝導において、媒質中に温度勾配がある場合にその勾配に沿って運ばれる熱流束の大きさを規定する物理量である。熱伝導度ともいう。
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:
の比例係数として定義される。
SI単位はワット 毎 メートル 毎 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
熱伝導率の逆数を熱抵抗率という。また、熱伝導率に似ているが異なる物理量として
- 熱拡散率 - 温度勾配により運ばれる温度(熱エネルギー)の拡散係数
- 熱拡散係数 - 混合物に温度勾配がある場合に、熱拡散により濃度勾配が生じる時の大きさを規定する物理量
- 熱伝達係数 - 物質間の熱の伝わり易さを表す値
がある。
値の例
材料 | 熱伝導率(単位: W・m-1・K-1) |
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カーボンナノチューブ(C) | 3000 - 5500 |
ダイヤモンド(C) | 1000 - 2000 |
銀(Ag) | 420 |
銅(Cu) | 398 |
金(Au) | 320 |
アルミニウム(Al) | 236 |
シリコン(Si) | 168 |
炭素(人造黒鉛・カーボン(C) | 100~250 |
真鍮 | 106 |
ニッケル | 90.9 |
鉄(Fe) | 84 |
白金(Pt) | 70 |
ステンレス鋼 | 16.7 - 20.9 |
水晶(SiO2) | 8 |
ガラス | 1 |
水(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
- 定常熱流法・平板熱流計法
- 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。
参考文献
- ^ 理科年表 第84冊 物54(410)