熱伝導率についての問題がさっぱりわかりません

「面積：A=20m^2、厚さ:L=0.05mの木の壁があるとし、内側の温度は20℃である。熱伝導率はk=0.4W/m・kである。このとき熱流を20J/s流したときの壁の外側の温度は何度になるのか？」って問題です。

特に熱流を流すことで、木の壁の内・外でどのような影響が及ぼされているのかさっぱりわからず困ってます。ですので数値的にもどのような影響が及ぼされているのかもわからないです。

熱伝導率は物質によって決められた定数だと思っています。なので熱流が流されても熱伝導率は変化しないので、熱流の影響を受けるのは内側の温度20℃の部分だけなのでしょうか？
だけどそれでは熱伝導の式「熱の流れ:H=kAΔt/L)」を使って問題を解くことは出来ないですよね？
頭がこんがらがってさっぱりわからなくなってしまいました。

誰かわかる方よろしくお願い致します。

No.1 ベストアンサー 回答者： noname#137826 回答日時： 2009/05/13 03:23

木の壁の外側に接しているであろう「何か」の性質に影響されるのではないかという疑問でしょうか？

もっともといえばもっともな疑問ですね。

問題文を次のように読み替えるとどうでしょう？

「面積：A=20m^2、厚さ:L=0.05mの木の壁があるとし、内側の温度は20℃である。熱伝導率はk=0.4W/m・kである。ここで、壁の外側の温度をx℃に保ったところ熱流は20J/sであった。xはいくらか？」

出題者が問いたいことは変えていない・・・と思います。
どうです？見通しよくなりませんか？

この回答へのお礼

なるほど、見通しよくなりました！ありがとうございました！
ってことは答えは
20 = Ak(20-x)/L　(J/s = m^2・(J/sm℃)・℃/m)
ってことですよね？()内の単位を使って考えてみても矛盾は無いですし・・・。
けどやはり、式を使って答えは出せてもまだ熱流と熱伝導率の違いというかイメージみたいなんがあまりわかってない気がします・・・(汗）
何かいいたとえみたいなの無いでしょうか？

お礼日時：2009/05/13 18:49

No.2 回答者： noname#137826 回答日時： 2009/05/14 02:09

熱伝導率は、最初のご質問にもあるように、物質固有の値です。

熱流は単位を見てもわかるように、単位時間当たりのエネルギーの流量です。
その大きさは、物体の形状や材質に依存します。
材質が熱伝導率の大きなものであれば、熱は流れやすく、熱流は増えます。
物体の断面積が大きければ、熱の通り道が増えたことになり、熱流は増えます。
・・・等々、熱伝導の式に記述されている通りです。

熱流と熱伝導率の関係は、電流と電気伝導率の関係と対応します。
熱(J) → 電荷(C)
温度(K) → 電位(V)
と置き換えれば、式の上でも対応がつくことを確かめてみてください。

電位差が大きければ電流が多く流れる、
電圧が同じなら電気伝導度の大きな物質(金属)で電流が多く流れる、
等、電気での対応関係を考えることで熱のイメージをつかむのも一つの方法です。