전도

전도는 물체의 원자나 분자 간 상호 작용을 통해 한 점에서 다른 점으로 열 에너지가 전달되는 열전달 메커니즘입니다. 전도는 고체, 액체, 기체에서 발생합니다.

전도는 물질의 전체 모션과 연관되지 않습니다. 기체는 활동적 분자 간의 직접 충돌에 의해 열을 전달하고 그 전도율은 고체에 비해 낮습니다. 액체의 에너지 전도는 그 분자 간격이 더 밀집하고 분자 힘의 장이 충돌 과정에서 에너지 교환에 더 강력한 영향을 미치므로 전도 상태가 훨씬 더 복잡한 것을 제외하고는 기체의 전도와 같습니다. 비금속 고체는 격자 진동에 의해 열을 전달하므로 열 파급 시 매개물의 운동이 없습니다. 금속은 열 에너지를 전달하는 자유 전자를 가지므로 정상 온도에서 비금속보다 더 낳은 전도체입니다.

전도에 의한 열전달은 푸리에의 법칙을 따르며, 이 법칙은 열전도율 Qconduction 이 열전달 면적(A)과 온도 구배(dT/dx)에 비례함을 증명합니다. 또는 다음 방정식으로 표현합니다.

Qconduction = - K A (dT/dx)

여기에서, 열전도율 K는 열 전도에 대한 재질의 기능을 측정합니다. K의 단위는 W/m.oC 또는(Btu/s)/in.oF 입니다. 아래 그림과 같은 평면 레이어에서는 열전도율 계산식이 다음과 같습니다.

Q conduction = - K A ( T H - T C )/L

이 그림 은 정상 온도 및 압력에서 액체, 비금속 고체, 순수 금속의 열전도율 값 범위를 표시합니다.

열전도율(K)의 온도 의존성

대부분의 재질에서 K는 온도에 따라 달라집니다. 열전도율은 낮은 압력에서 기체의 온도와 함께 상승하지만 금속 또는 액체에서는 상승하거나 하강할 수 있습니다.

다음 테이블에서는 선택한 재질에 대한 열전도율(W/m.oK 단위) 대 온도(oK 단위)를 나타내 줍니다.