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熱伝導とは?

ねつでんどう

熱伝導とは、温度差のある物体の内部や接触した物体間で、高温部から低温部へ熱エネルギーが伝わる現象のことです。

熱伝導(ねつでんどう)とは、物体の内部または接触している物体の間で、温度の高い部分から低い部分へと熱エネルギーが伝わる現象です。熱の移動形式の一つであり、「伝導」「対流」「放射」の三つの熱移動のうちの一つです。熱伝導は物質中の原子分子振動エネルギーが隣接する粒子へ次々と伝わることで起こります。

熱伝導の起きやすさは素材によって大きく異なり、この性質を「熱伝導率(W/m・K)」で表します。金属は一般に熱伝導率が高く、熱を素早く伝えます。一方、木材・プラスチック・空気・繊維などは熱伝導率が低く、断熱材として機能します。

身近な例をいくつか挙げると以下のとおりです。

  • 金属製のスプーンを熱いスープに入れると柄の部分まで温かくなる
  • フライパンを火にかけると、底から取っ手の方向へ熱が伝わる
  • 冬に金属の手すりが木の手すりより冷たく感じる(熱が手から奪われやすい)
  • 住宅の壁に断熱材を入れることで室内外の熱伝導を抑える

熱伝導の知識は日常生活から工学・建築・電子機器設計まで幅広く応用されています。パソコンのCPUに取り付けるヒートシンクは熱伝導を利用して熱を逃がす部品ですし、宇宙服や保温水筒の設計にも熱伝導率の制御が欠かせません。フーリエの法則により、熱の流量は温度差と断面積に比例し、物体の厚さに反比例することが数式で表されます。

使い方・例文

鉄製のフライパンを加熱すると底から柄まで熱が伝わるのは熱伝導の典型例です。冬に金属の椅子が木の椅子よりも冷たく感じるのも、熱伝導率の違いによるものです。

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