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熱伝導率とは?

ねつでんどうりつ

熱伝導率とは、物質の中を熱が伝わりやすさを示す物性値で、値が大きいほど熱を効率よく伝える材料です。

熱伝導率(ねつでんどうりつ、thermal conductivity)とは、物質が熱伝導によって熱エネルギーを伝える能力を表す物性値です。記号は主に λ(ラムダ)または k が用いられ、SI単位はW/(m·K)(ワットメートルケルビン)です。

熱伝導とは、物質内部の温度差によって高温部から低温部へ熱が移動する現象です。フーリエの法則によれば、単位時間に単位断面積を流れる熱流束(q)は温度勾配(dT/dx)に比例し、その比例係数が熱伝導率(λ)です:q = −λ(dT/dx)。

代表的な材料の熱伝導率の目安は以下の通りです。

  • 銅:約400 W/(m·K)(金属の中で最も高い部類)
  • アルミニウム:約200 W/(m·K)
  • ガラス:約1 W/(m·K)
  • 木材:0.1〜0.2 W/(m·K)
  • 空気:約0.026 W/(m·K)(断熱材に多孔質が使われる理由)

熱伝導率は材料の選定において極めて重要な指標です。高い熱伝導率が求められる場面(放熱・冷却フィン・調理器具・半導体の冷却)では銅・アルミが選ばれ、低い熱伝導率が求められる場面(建物の断熱材・防寒衣料・真空断熱パネル)では空気層を含む多孔質材料やポリマーが使われます。

使い方・例文

建築の断熱設計で「この断熱材の熱伝導率は0.035 W/(m·K)で、コンクリートより大幅に低い」といった形で使われます。

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