熱伝導率のソースを表示

{{出典の明記|date=2011年8月}}
{{物理量
 |英語=thermal conductivity
 |記号=''&lambda;'', ''&kappa;'', ''k''
 |次元= [[長さ|L]] [[質量|M]] [[時間|T]]{{sup-|3}} [[熱力学温度|&Theta;]]{{sup-|1}}
 |SI=[[ワット]]毎[[メートル]]毎[[ケルビン]]（W/m&middot;K）
}}
'''熱伝導率'''（ねつでんどうりつ、{{lang-en|thermal conductivity}}）とは、[[温度勾配]]により生じる[[伝熱]]のうち、[[熱伝導]]による[[熱]]の移動のしやすさを規定する[[物理量]]である。'''熱伝導度'''や'''熱伝導係数'''とも呼ばれる。記号は {{mvar|&lambda;, &kappa;, k}} などで表される。
[[国際単位系]]（SI）における単位は[[ワット]]毎[[メートル]]毎[[ケルビン]]（W/m K）であり、[[SI接頭語]]を用いた[[ワット]]毎[[センチメートル]]毎[[ケルビン]]（W/cm K）も使われる。

== 定義 ==
熱伝導率は温度勾配に対する熱流密度の[[比]]として定義される<ref>JIS Z 8000-5:2014 『量及び単位―第5部：熱力学』 5-9</ref>。
すなわち、[[熱流束|熱流密度]]を {{mvar|'''j'''}}、[[熱力学温度]]を {{mvar|T}} として、[[勾配 (ベクトル解析)|勾配]] {{math|grad}} により
:<math> \boldsymbol{j} = -\lambda \operatorname{grad} T</math>
と表したときの係数 {{mvar|&lambda;}} が熱伝導率である。この式は[[フーリエの法則]]と呼ばれている。

つまり、一般に熱伝導率は温度に依存しており、定数ではない。

== 関連する物理量 ==
熱伝導率の[[逆数]]を'''熱抵抗率'''という。また、熱伝導率に似ているが異なる物理量として 
* [[熱拡散率]] - 温度勾配により運ばれる温度（熱エネルギー）の[[拡散係数]]
* [[熱拡散係数]] - [[混合物]]に温度勾配がある場合に、[[熱拡散]]により[[濃度勾配]]が生じる時の大きさを規定する物理量
* [[熱伝達係数]] - 物質間の熱の伝わり易さを表す値
がある。

熱伝導率を用いて定義される[[無次元数]]には、[[プラントル数]]、[[ヌセルト数]]、[[ビオ数]]、[[ルイス数]]、[[レイリー数]]などがある。

== 値の例 ==
{| class="wikitable"
|+一般的な材料の室温付近での熱伝導率<ref>理科年表　第84冊　物54(410)</ref><ref>{{Cite journal|author=国立天文台|year=2017|date=2017-11|title=理科年表|journal=理科年表|volume=91|pages=物61-63　（425–427）}}</ref>
! 材料 !! 熱伝導率 [W/m·K]
|-
! [[カーボンナノチューブ]]（C）
| 3000 - 5500
|-
! [[ダイヤモンド]]（C）
| 1000 - 2000
|-
! [[銀]]（Ag）（0℃）
| 428
|-
! [[銅]]（Cu）（0℃）
| 403
|-
! [[金]]（Au）（0℃）
| 319
|-
! [[アルミニウム]]（Al）（0℃）
| 236 
|-
! [[シリコン]]（Si）
| 168
|-
! [[炭素]]（[[人造黒鉛]]・カーボン）（C）
| 100～250
|-
! [[真鍮]]（Cu：Zn=7：3）（0℃）
| 106
|-
! [[ニッケル]]（0℃）
| 94
|-
! [[鉄]]（Fe）（0℃）
| 83.5
|-
! [[白金]]（Pt）（0℃）
| 72
|-
! [[ステンレス鋼]]
| 16.7 - 20.9 
|-
! [[水晶]]（SiO{{sub|2}}）
| 8 
|-
! [[磁器]]（空孔率0.25％のもの）
| 1.5
|-
! [[ガラス|石英ガラス]]（0℃）
| 1.4
|-
! [[陶器]]
| 1-1.6
|-
! [[水]]（H{{sub|2}}O）（0℃-80℃）
| 0.561-0.673
|-
! [[ポリエチレン]]
| 0.41 
|-
! [[エポキシ樹脂]]<br/> "bisphenol A"
| 0.21
|-
! [[シリコーン]]（Qゴム）
| 0.16
|-
! [[木材]]
| 0.15 - 0.25
|-
! [[ウール|羊毛]]
| 0.05 
|-
! [[発泡ポリスチレン]]<br/> "Styrofoam"
| 0.03
|-
! [[空気]]
| 0.0241
|}

== 測定法 ==
*{{仮リンク|レーザーフラッシュ法|en|Laser flash analysis}}
*:[[熱拡散率]]と[[比熱容量]]を測定し、別に求めた[[密度]]と合わせて熱伝導率を計算する(比熱容量も別に測定することがある)。均一材料の温度の[[過渡応答]]を測定理論に用いているため、複数の材料が接続している場合の測定には向かない。
*[[定常熱流法]]・[[平板熱流計法]]
*:[[温度]]差及び[[熱流束]]から熱伝導率を直接測定する。[[土壌]]の熱伝導率測定などにも使われる。
*[[熱線法]]
*:熱線（ヒーター線）の発熱量と温度上昇量から、熱伝導率を直接測定する。

== 参考文献 ==
{{Reflist}}

== 関連項目 ==
{{Wikidata property}}

== 外部リンク ==
* {{Kotobank}}

{{Normdaten}}
{{DEFAULTSORT:ねつてんとうりつ}}
[[Category:物性値]]
[[Category:熱伝導]]