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比熱と熱伝達係数

いま、熱解析をしているのですが、比熱と熱伝達係数の違いで困ってます。
どちらも熱の伝わりやすさを表していると思いますが、その違いがどうもよくわかりません。

単位は、
比熱:[J/kg*K]
熱伝導率:[W/mm*K]
ここで、W=J/s(Wは時間の関数)

と言うことは、
比熱は時間に関係なく、単位重さあたりを1℃上げるのに必要な熱量。
熱伝導率は、単位時間あたりに単位長さを流れる熱量。
と言うことでしょうか?

ならば、熱伝達係数と密度がわかれば、比熱を計算で算出することが出来るのでしょうか?
なんかイメージが掴めなくて釈然としません。
もっと簡単に説明することは可能でしょうか?

投稿日時 - 2005-01-12 01:24:00

QNo.9449536

困ってます

質問者が選んだベストアンサー

1.教科書などからの定義は次のとおりです。

?比熱(J/(kg・K)):単位質量(1kg)の物体を単位温度(1K)上昇させるに必要な熱量をいう。

?熱伝導率(W/(m・K)):物体内の熱移動の良否を表す量である。物質の構造に関係し,気体,液体,金属の順に大きくなり,温度や圧力によって変化する。

?熱伝達率(W/(m^2・K)):壁面とそれに接して流れる流体との熱交換の良否を表す量である。熱放射による熱量は含めない。


2.熱はエネルギーの一つなので,ここでは,比熱,熱伝導率及び熱伝達率の単位をエネルギーの単位J(熱量)に統一して考えてみます。
 1J=1W・s=1N・mなので,それぞれ次のようになります。

?比熱:J/(kg・K)
?熱伝導率:W/(m・K)=J/(s・m・K)
?熱伝達率:W/(m^2・K)=J/(s・m^2・K)


3.分母の単位が同じになったので,それぞれの意味は次のように考えることができます。

?比熱:1kgを1K伝えるための熱量
?熱伝導率:1s間に1m後流へ,1K伝えるための熱量
?熱伝達率:1s間に1m^2の面積から,1K伝えるための熱量


4.相互の関係
これらの係数は,自分が何を計算したいかで使用方法が異なります。これらは単独で使用することは,まずありません。実際の状態は,理想状態とは異なるからです。
例えば,ヤカンで水を沸騰させるときの熱量を計算する場合には,水の比熱はもちろん使いますが,燃えているガスからヤカン外壁への熱伝達,ヤカン単独の熱伝導,ヤカン内壁から水への熱伝達,ヤカン外壁からの熱放射と熱伝達,というように実際には複雑になります。

>比熱は時間に関係なく、単位重さあたりを1℃上げるのに必要な熱量。
熱伝導率は、単位時間あたりに単位長さを流れる熱量。
と言うことでしょうか?

そのとおりです。


>ならば、熱伝達係数と密度がわかれば、比熱を計算で算出することが出来るのでしょ
うか?

  計算できないのではないでしょうか。比熱は一つの物体の温度上昇傾向を表しますが,熱伝達係数は一つの物体と他の流体の両者によって決まる値で,流体が奪う熱量です。

投稿日時 - 2005-01-12 09:39:00

お礼

ご教授、ありがとうございました。
スッキリしました。
熱に関しては、非常にわかりずらく(個人的に^^;)、困っておりました。
親切な回答に大変感謝いたします。
いや、世の中、頭の良い人がいるんだな、なんて思いました。

投稿日時 - 2005-01-12 22:08:00

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