熱電導率が0。60W/mkのガラスでつくった5mmの厚さの窓ガラス
と、同じ材料でつくった厚さ1。5mmのガラス板2枚で2。0mmの厚さ
の空気(熱伝導率2。5÷100W/mk)をはさんでつくった2重ガラス
とを比べた場合、両面に同じ温度差を与えたときに伝わる熱量の比はどうな
るか教えてください。

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A 回答 (2件)

redbeenさんが回答されていますが、解決したのでしょうか?



たとえば、室内を30度、室外を35度として、計算してみました。
最近は暑いですから、最高いかナ!

ガラスだけの時は
600W/m^2
空気だけの時は(対流なしとして)
25W/m^2

質問の条件の場合では
60W/m^2
でした。
ガラスだけの10.2倍です。

注意:熱伝導率の単位の中のKは、Kelvinの頭文字ですから大文字です。
計算違いはないと思いますが、小生、よく計算違いをしいます。
そのときはご免ネ m(__)m
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単位時間、単位面積当たり伝わる熱量Qは



Q=K(T1-T2)/d

K:熱伝導率
T1,T2:板の両面の温度
d:厚さ

ですよね。

ガラスと中の空気の境目(2つ)の温度を未知数として、
上の式を使って方程式を立てれば解けるんじゃないで
しょうか。
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Q熱伝導率の測定で

熱伝導率の測定はすごく困難な事ですが、なぜ困難なのでしょうか?

Aベストアンサー

困難かどうかは「何と比べて」でないと意味がないと思いますが,
似たような量の電気伝導率と比べてみましょう.

まず,電気に比べて熱は漏れやすいことがネックです.
固体で,電気伝導率のいいものと悪いもの(要するに,導体と絶縁体)は
10の20数乗の違いがあります(超伝導は除く).
一方,熱伝導率の方は10^5程度の違いです.
つまり,測ろうとしているもの以外への熱の漏れは電気の場合に比べて
桁外れに大きい.
さらに,熱は輻射によっても逃げますが,電気はそんなことは通常ありません.

熱伝導率は温度差と熱流の測定から得られます.
電気伝導率だったら電位差と電流ですね.
問題は熱流計です.
電流計は電流の磁気作用を利用してなかなか精密なものがありますが,
熱流は磁気作用に相当するものがありませんので,
原理的に熱流計という装置自体がむずかしい(もちろん売っていますが).
実際,熱流計を設置して熱流を測ること自体がかなり難しい作業のようです.
ちょっとした不適切なことが熱量測定値の大幅な違いになるようです.
電流計はそれほどシビアではありません.

他にもあるかも知れませんが,すぐ思いつくのはこんなところです.

困難かどうかは「何と比べて」でないと意味がないと思いますが,
似たような量の電気伝導率と比べてみましょう.

まず,電気に比べて熱は漏れやすいことがネックです.
固体で,電気伝導率のいいものと悪いもの(要するに,導体と絶縁体)は
10の20数乗の違いがあります(超伝導は除く).
一方,熱伝導率の方は10^5程度の違いです.
つまり,測ろうとしているもの以外への熱の漏れは電気の場合に比べて
桁外れに大きい.
さらに,熱は輻射によっても逃げますが,電気はそんなことは通常ありません.

熱...続きを読む

Q熱伝導率(W/mk)と厚さの関係を教えてくだい

昨今絶縁材の「放熱シート」や「放熱フィルム」という製品を目にします。
http://www.gunze.co.jp/epd/news/index.html
↑1.0~3.0[W/mK]
http://www.nitto.co.jp/product/datasheet/e_parts/019/
↑0.8~3.0[W/mK]

例えば、厚さ90μmで3.0[W/mK]のフィルムと、
厚さ10μmで0.5[W/mK]の放熱コーティングを比較した場合、
純粋に熱伝導率(W/mk)の数値の勝るフィルムの方が、
『放熱特性が良い』と判断して良いのでしょうか?

それとも・・・・・、
(1)フィルムよりもコーティングの方が発熱材と、より空隙なく
 触れていることから、コーティングの方が良い。
(2)熱伝導率は6分の1だが、厚さが10分の1なので、コーティング
 の方が良い。
・・・・といったようなことが言えるのでしょうか?

もし仮に、(2)の様な事が言えるのであれば、比較するための計算式などをお教えください。
どうぞよろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

面積S,厚さd,両面の温度差⊿T,熱伝導率λとすると、放熱能力Pは
P=λ*S*⊿T/d
とみてよいでしょう。

⊿T,Sが一定であるとすると
P∝λ/d
です。つまり、λを厚さで割ったものを比較すればよいと分かります。

質問者の例示した二つのものを比較すると
一つ目:3.0/90=1/30
二つ目:0.5/10=1/20
二つ目のもののほうが放熱特性はよさそうです。

もちろん、質問者の挙げた(1)の要素がからむことがあるため注意が必要です。

Q熱伝導率の測定

どなたか、スポンジのようなすかすかの物質の熱伝導率の測定方法をご存じの方いらっしゃりましたら、どのような方法があるか教えて頂けないでしょうか?よろしくお願いします。

Aベストアンサー

私はプラスチック屋なので、羽毛みたいなものはわからないのですが、下記によると衣料用素材の測定法があるみたいですね。
http://www.fitc.pref.fukuoka.jp/kenkyugaiyou/ken_c11g.htm#1-1

参考URLの会社あたりで測定をやっていそうですので、問い合わせてみてはいかがでしょうか。

実際のところ、空気の流動まで考慮すると、厚さ依存性などの影響が極めて複雑になるため、かなり大雑把に試験しているのではないか、と愚推します。

参考URL:http://www.kayano-life.co.jp/kayano/woolbreath.html

Q電子の熱物性値(比熱、熱電導率など)を考慮する必要がある工業上の例

を知りたいのですけど、

自分なりに金属の電子について考えてみると、電子はそもそも金属の
中にあるものであり、電子の比熱=金属の比熱だと思っていました。

個体物理学の本によると、

『実際は金属の自由電子はほとんど比熱には影響を及ぼさない、
ただ0K(ケルビン)近くのイオンの振動(格子振動)による比熱が0に近づくと電子による比熱のほうが勝ってくる。』

って書いてありました。
ってことは0K(ケルビン)近くでは電子の比熱を考慮しないといけないということでしょうか?

でも0K(ケルビン)って絶対零度のことですよね?_
絶対零度の状況に近い状態なんて、工業上でありえるんでしょうか?

意味不明です。誰か助けてください。お願いします。

Aベストアンサー

物理化学や生化学の研究で使われる核磁気共鳴(NMR)装置は、
巨大な磁場を利用しています。この磁場は電磁石を使って作られていますが、
通常の温度では電気抵抗がとんでもなく問題になるので、
絶対0度近くまで冷却し、超伝導状態にして使用されます。
(これは、液体ヘリウムを用いて冷却されています。さらに、
 その外側を液体窒素を用いて冷却しています。)

また、空気などから液体酸素・液体水素・液体ヘリウムなどの
液化ガスを作る場合は、絶対0度近い温度が必要になるので、
この現場では、工業的に絶対0度が利用されていると、思います。

Q熱伝導率

固体の熱伝導率の測定方法についてはいろいろとあり,測定方法も納得がいく物なのですが,気体や液体などは,はかりたい物質そのものに熱を加えてしまうと測定対象の系のなかで温度勾配を生じてしまい対流が起こってしまうと思います.
そこで,この様な弱点を克服するような測定方法,または,これが気体・液体の熱伝導率の測定方法だっというものをご存じの方がいらっしゃいましたら,ご教授ねがいます.

Aベストアンサー

 固体の熱伝導率さえ測定したことはありませんので、推測で発言します。

 気体や液体の対流は、温度上昇により膨張して軽くなった部分が上昇して熱の運搬を行う現象です。従って、上部に加熱源、低部に廃熱側を置いて温度勾配を安定させれば、対流が起こらないように思います。

 空気の熱伝導率を測定する場合を考えます。断熱性のパイプを用意し、上部にアルミなどの金属製の蓋をし、ヒーターと温度センサを付けて加熱し温度を一定に保ちます。パイプの底部には、比較的熱伝導率の低い物、たとえばプラスチック、ろう、ガラスなどで熱伝導率が明らかな物質により厚めの蓋を作り、その上面と下面に温度センサを付けます。
 空気の熱伝導率をk1、底蓋の物質の熱伝導率をk2、空気層の高さをL、底蓋の厚さをd、上蓋、底蓋上面、底蓋下面の温度をそれぞれT1,T2,T3とすると、ヒーターを加熱し、定常状態になったとき、パイプ側面からの熱放散が無いと仮定すれば、
 k1(T1-T2)/L = k2(T2-T3)/d
が成り立つと思います。

Q高温超伝導 高温超電導 超伝導 超電導 論文

高温超伝導体についての間違った、またはウソの内容が書いてある論文があったら紹介して下さい!よろしくお願いします!!!

Aベストアンサー

論文自体のURLをここで示すのはちょっと違反ですね。
超異説理論の紹介ですよ。うそと決まってません。
では、内容だけ紹介します。

1.高温超電導体は酸素イオンの導電体である。
2.酸素イオンはホッピングで伝導し伝導中にエネルギーを失う。
3.高温超電導体はBCS理論で説明できる。
4.高温超電導体の温度が90K以上であっても、酸素イオンは0K近辺であり、クーパー対を生成している。
5.冷却された酸素イオンは熱的に絶縁されている。なぜならバルクと結合をもっていず、かつ、超電導状態では価電子帯から熱供給をうけないためである。

Q比熱と熱伝導率

比熱と熱伝導率の違いが本やウィキペディアを見てもはっきり分かりません。どなたか知恵をお貸しください。
比熱というのは与えた熱量⊿Q、質量m、比熱c、上昇した温度⊿Tの間には⊿Q=mc⊿Tが成り立つので、比熱c=⊿Q/⊿Tは与えた熱量に対して実際にどれくらい温度が上昇したかという割合を指すのだと思いますがこれはまだ理解できます。しかし一方の、熱伝導率はウィキによると熱流束J、温度T、熱伝導率λとするとJ=-λ∇Tと表せるのですが、λは熱流束Jを温度勾配∇Tで割った量とはどういう意味ですか?また何故負号があるのですか?まずここが理解出来ていないので、大雑把なイメージでも良いので教えてください。

そして比熱と熱伝導率の違いですが、満タンまで水が入った立方体の容器のド真ん中に電気抵抗線などの熱源があるとします。加熱を始めると熱源周りの水から温かくなっていきます。温度計を入れて水温を測定する時に、熱源付近に配置した場合は比熱を測る事になり、熱源から離れた位置に温度計を置いて水温を測定した場合は熱伝導率を測る事になるのですか?どちらの測定も熱量を与えてある位置の温度変化の観察ですが、どうやって区別するのか分かりません。
また熱い水は水面の方へ溜まり易い理由は何ですか?比重が軽くなるという言葉の意味がよく分からないです。これは”高温の水”が上へ移動したという熱伝導率に関わる現象でしょうか?

比熱と熱伝導率の違いが本やウィキペディアを見てもはっきり分かりません。どなたか知恵をお貸しください。
比熱というのは与えた熱量⊿Q、質量m、比熱c、上昇した温度⊿Tの間には⊿Q=mc⊿Tが成り立つので、比熱c=⊿Q/⊿Tは与えた熱量に対して実際にどれくらい温度が上昇したかという割合を指すのだと思いますがこれはまだ理解できます。しかし一方の、熱伝導率はウィキによると熱流束J、温度T、熱伝導率λとするとJ=-λ∇Tと表せるのですが、λは熱流束Jを温度勾配∇Tで割った量とはどういう意味ですか?また何故負...続きを読む

Aベストアンサー

こんにちは。

比熱と熱伝導率は、一応、別なモノ、互いに無関係なものです。

比熱(熱容量) = 熱量の変化量/温度の変化量
記号で書くと、
 c = ΔQ/ΔT
で定義されます。
で、
 熱量の変化ΔQの符号が「プラス」ならば、熱を外部からもらう
 熱量の変化ΔQの符号が「マイナス」ならば、熱を外に放出した
となります。

で、熱流束Jというのは、
ある時間tの間に面積Aのある面を熱量Qが通過した時、これらには、
 J = (Q/t)÷A
という関係があります。
通過した熱量をΔQ、時間間隔をΔtとすれば、
 J = (ΔQ/Δt)/A
となります。
つまり、熱流束Jには、時間(tやΔt)と空間の要素(A)が加わっている。
で、このとき、面積Aをもった面に対して、熱量が入ってくるとき、Jの符号を「プラス」、熱量が出てゆくときを「マイナス」と定義します。
 「プラス」は、 Q→□
 「マイナス」は、Q←□
のイメージ。
□は、何かのモノだと思ってください。
そして、矢印は熱量Qの入ってくる、あるいは、出て行く方向くらいの意味です。

ということで、これが
~~~~~~~~
☆また何故負号があるのですか?
~~~~~~~~
の答えになります。
「熱は、温度の高い方から温度の低い方へ流れる」。
温度の高い方をTh、温度の低い方をTlとすると、
温度差(Th-Tl)の符号は「マイナス」、したがって、温度勾配も「マイナス」になります。
しかし、温度の高い方から低い方へ流入する熱の符号は、「プラス」。
符号が「マイナス」と「プラス」で合わないから、温度勾配に「-1」を掛けないと、辻褄が合わない。
なので、この辻褄合わせのために、温度勾配∇Tの前に「マイナス」の符号がつくんですよ。
「マイナス」がつくのは、辻褄合わせ(ニコニコ)。

温度の高い方を□、低い方を■であらわすと、熱の流れは、
 □→■
温度差(Th-Tl)はマイナスなので、温度勾配もマイナス。■に入ってくる熱をプラスにするためには、正負の符号を反転させる、つまり、温度勾配に「-1」を掛けないといけない。
はっきり言って、辻褄合わせです(ニコニコ)。

でですね、
熱流束Jというのは、電気の方でいいますと、電流(電流密度)に相当するもの。
熱量は、電荷量にあたります。
水の流れで言いますと、熱流束は、ホースを流れる水の単位体積、単位面積当たりの量(流量)、
熱量は、ホースの先につながっているバケツにたまっている水の量
になります。



~~~~~~~~~
温度計を入れて水温を測定する時に、熱源付近に配置した場合は比熱を測る事になり、熱源から離れた位置に温度計を置いて水温を測定した場合は熱伝導率を測る事になるのですか?
~~~~~~~~~
測っているのは、「温度」です。
熱伝導率や比熱は関係ありません。
熱伝導率を測定するためには、温度勾配と熱流束を測定しないと、求まりませんよ。
それに、水ですと、温度差が生じると、密度差が生じて、
結果、自然対流(熱伝達)が発生してしまい、熱伝導率を測れなくなってしまいます。



~~~~~~~~
どちらの測定も熱量を与えてある位置の温度変化の観察ですが、どうやって区別するのか分かりません。
~~~~~~~~
そら~、そうなりますよ。
この現象には、熱容量(比熱)と熱伝導率の両方が絡んでいますから。
さらに、温度計と測定する水との間で熱の授受の関係が発生しています。
しかも、自然対流(熱伝達)まで絡んでくるので、超~複雑な現象ですよ。



~~~~~~~~
また熱い水は水面の方へ溜まり易い理由は何ですか?
~~~~~~~~
温度が高くなると、一般に、密度が小さくなります。
軽いモノは、重いモノの上に登ってゆこうとするでしょう。
重いモノは、下に沈んで行く。
ですが、これは「重力」がある時の話です。
無重力場では、このような現象は起きません。
ですから、重力による自然対流をなくすために、
宇宙ステーションなんかで測定するといいのかも知れませんね~。


~~~~~~~
れは”高温の水”が上へ移動したという熱伝導率に関わる現象でしょうか?
~~~~~~~
”高温の水”とは、高い熱エネルギーを持った水のこと。
これが上に向かって移動しま~す。その穴を補う形で、低温の水がそこにやってきます。
ですから、
熱の移動(?)という観点からすれば、単純な(水が動かない時の)熱伝導とはメカニズムが大きく異なりま~す。
数学的にかなり難しい方程式(連立微分方程式、最低でも四つの微分方程式)を解かなければならなくなります。

こんにちは。

比熱と熱伝導率は、一応、別なモノ、互いに無関係なものです。

比熱(熱容量) = 熱量の変化量/温度の変化量
記号で書くと、
 c = ΔQ/ΔT
で定義されます。
で、
 熱量の変化ΔQの符号が「プラス」ならば、熱を外部からもらう
 熱量の変化ΔQの符号が「マイナス」ならば、熱を外に放出した
となります。

で、熱流束Jというのは、
ある時間tの間に面積Aのある面を熱量Qが通過した時、これらには、
 J = (Q/t)÷A
という関係があります。
通過した熱量をΔQ、時間間隔をΔtとすれば、
 J = (ΔQ/Δt)/A
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Q【ガラスとガラスを引っ付ける接着剤について】ガラスとガラスを引っ付けて、そこに水を入れても水が漏れな

【ガラスとガラスを引っ付ける接着剤について】ガラスとガラスを引っ付けて、そこに水を入れても水が漏れない水槽を作ろうと思ったら、どの接着剤を使えば良いのか教えてください。

ガラスとガラスを引っ付けて、さらに水が漏れないことが条件です。

Aベストアンサー

シリコンシーラントです、
ガラス水層が見本ですよ。
大概はプラスチックの枠にはめ込んで、
水封にシリコンシーラントが使ってあります。

Q熱伝導率と電気伝導率について

熱伝導率と電気伝導率について

熱伝導率の大きな物質(例えば銅、アルミニウム、鉄、・・・など)は電気伝導率も大きく、
熱伝導率の小さな物質(例えばアスベスト、ガラス、発泡スチロール・・・など)は電気伝導率も小さい。
これは常に成り立つのでしょうか。
またこの熱伝導率と電気伝導率の関係性は物理的に解明されているのでしょうか。
 

Aベストアンサー

電気伝導と、熱伝導は、物性論の教科書をひもとかれれば、理論的にだいたい説明がつくことが割と簡単にご理解頂けるとおもいます。小生は電気伝導性ない(すなわち絶縁体)、熱伝導のよい材料の開発にむかし従事していました。自分の知るかぎり実用化された材料でのチャンピオンデータはBeOでまさに圧勝でした。熱膨張経緯数もアルミナとほぼ同じことから半導体の熱拡散材料として、他に累を見ない材料でしす。ただ、毒性の問題でその使用が相当規制されており、国産されていないため(製造、加工が禁止されている)、相当量米国から輸入されているはずです(米国の一企業の独占)。次にAlNとかSiCが絶縁材料で熱伝導率が高いため注目されていますが、AlNは熱膨張係数が若干小さいこと、SiCはご存じ半導体でBeOを添加して絶縁性を得ていましたが(開発当時は、日本の世界的発明ともてはやされました)、それでもAlN以上に電気特性が良くないこと、それとやはりBeOが問題となり今はあまり使用されていないはず。最初の方がお答えになったダイヤモンドは熱伝導、絶縁性ともに極めて良好ですが、熱膨張係数があまりに小さすぎ、半導体とのミスマッチがひどく、大型チップへの対応ができないため、その用途は極めて限られてているはずです。

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Q厚さ1mmの板の遮音性能

鉛、鉄、アルミ、樹脂(たとえばナイロン)で遮音性能はどのくらい違うのでしょうか?透過係数で比較したいのですが、同じ厚さで比較されているものがありません。厚さ1mmというのは目安です。どうぞよろしくお願いします。

Aベストアンサー

コインシデンス効果を考えなければ単純に面密度で決まりますから計算は容易です。物質の密度に厚みをかければ面密度が出て、あとは式に入れるだけです。式は、
http://members.aol.com/bouon/bouonshop1.htm
です。
丁度計算した表があるのでご覧下さい。
http://members.aol.com/bouon/sub8.htm

コインシデンス効果を含めて考える場合には、周波数特性を考えねばならないので、単純比較はできなくなります。厚みが変わればコインシデンスの周波数も変わりますし。ヤング率その他から算出できないこともありませんが、実測するのが普通です。


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