熱伝導率

熱伝導率（ねつでんどうりつ、Thermal conductivity）は、熱伝導度ともいいます。金属の棒を火にかざすと、火に触れている熱いところから温度が高くなり、除々に棒全体に広がっていきます。そして、十分に時間が経つと全体に熱さが伝わり、どこを触っても熱くなります。これを、「熱伝導」といいます。液体や気体は自由に動き回ることができるので対流が生じますが、鉄のような固体では対流は生じないため、熱の移動を伝導する手段が必要です。温度が高いと、分子や原子の振動が大きくなります。そのため、温められた箇所は、金属の原子が激しく振動し、となりの原子にぶつかって、となりの原子の振動も大きくなります。そうやって、振動が伝導していくことで、熱も発生し伝わっていくのです。しかし、私たちはそのような原理は知らなくても、経験からすべての物質が同じように熱を伝えないとわかっています。つまり、熱には伝導しやすいものと、伝導しにくいものがあること知っています。例えば、同じ熱量を与えても、土鍋はなかなか温まりませんが、ステンレスのフライパンはすぐに温まります。実はこれには、その材質の熱伝導率や比熱が関係しています。

熱伝導率

熱伝導率は、例えば、物質の両面に1度の温度差があるとき、1平米当たり1時間に伝わる熱量であり、к［Ｗ／ｍＫ］と表されます。つまり、この熱伝導率が高いほど、移動する熱量が大きく、その物質は熱を伝えやすいのです。具体的な熱伝導率は、水が０．５８２、氷が２．２アルミニウムが２３６、鉄が８３．５、銅が４０３、銀が４２８、乾燥空気が０．０２４１、乾燥木材が０．１５〜０．２５、ガラスが ０．５５〜０．７５となります。ここで分かるように、原子同士の結束が固い固体のほうが、原子同士の結束の弱い気体や液体に比べて熱伝導率が高くなっています。これは、原子同士の結束が固いほうが、熱によって発生した原子の振動が伝わりやすいためです。

熱伝導率はさまざまなものに対応

熱伝導率は、物質によって異なることが理解していただけたのではないかと思います。私たちの身の回りの物は少なからずこの熱伝導率を計算して作られているのです。