熱伝導率と熱拡散率の定義

熱伝導率と熱拡散率の定義をまず示す。 熱伝導率k [W/(m K)]は次式で表されるフーリエの法則で定義される。

$$q = - k \dfrac{\partial T}{\partial x}$$

熱流束q [W/m²] ^脚注2と温度勾配 $\dfrac{\partial T}{\partial x}$[K/m] ^脚注3の関係において、熱伝導率k [W/(m K)]が熱の伝わりやすさを示す。

熱拡散率a [m²/s]は熱伝導率k [W/(m K)]を比熱c_p [J/(kg K)]と密度ρ [kg/m³]で割ることで求められる。

$$a = \frac{k}{\rho c_p}$$

上式だけだと熱拡散率がどのような意味を持つ値であるのか、熱伝導率と何が違うのか分かりにくい。

脚注

^脚注2

伝わる面積を掛ければ伝熱量[W]が得られる。

^脚注3

x方向のみの一次元の場合

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