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 Q_conduction이 열전달 면적(A)과 온도 구배(dT/dx)에 비례함을 증명합니다. 또는 다음 방정식으로 표현합니다.

Q_conduction = - K A (dT/dx)

여기에서, 열전도율 K는 재질이 열을 전도하는 능력을 나타냅니다. K의 단위는 W/m.ºC 또는 (Btu/s)/in.ºF입니다. 아래 그림과 같은 평면 레이어에서는 열전도율 계산식이 다음과 같습니다.

Q_conduction = - K A ( T_H - T_C )/L

아래 그림에서는 정상 온도 및 압력에서 액체, 비금속 고체, 순수 금속의 열전도율 값 범위를 보여줍니다.