Q2.熱伝導率と熱拡散率の違いを教えてください

A2. 熱伝導率とは、フーリエの式で定義される熱エネルギーの速度です。実際に熱エネルギーは測定できないので、ある意味で架空の定義です。

実際は温度測定しかできません。 そのため、熱エネルギーを温度に換算して測定していることになります。換算は 熱量=比熱容量x温度 の関係を使います。

このときの比熱は,熱伝導では長さ当たりになりますので、比熱容量も通常の重量当たりでなく体積当たりになります。
そのためλ=α・Cp・ρの関係が出てきます。
Cp・ρは体積当たりの比熱容量です。すなわち熱の測定は温度の測定になりますので、比熱が分離できません。
αとは、物質の熱伝導率を比熱で割ったものと定義されます。

実際の熱は、熱容量を持った物質中を拡散するので熱拡散率αは熱伝導率とともに熱容量も関係し、実際的なで実用上なものです。
熱伝導シミュレーションは、熱拡散方程式を解いて行いますが、実際はαを用いて計算します。
また、実用上は何度冷却するかが問題になるのであって、何ジュール逃がすかは問題にしません。
測定も同様で、温度計測しかできないため、原則的にαが求まります。
熱伝導率は、値が既知のものとの比較でしか求めることができません。
この場合、比較試料は測定対象を同等でなければ環境が変わって値もバイアスがかかってしまいます。
これが、熱伝導率測定が難しい理由です。

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