比熱と熱伝導率について

質問

比熱と熱伝導率についていまいち理解に苦しむ為、実際に身の回りのものから体感したいのですが、実例を挙げて頂くとありがたく思います。
私が知りたいのは、例えば空気に関して水と比較すると、比熱が低いので温まり易い、でも熱伝導率が低いので伝わりにくい、この辺りです。
そもそも温まり易いのに伝わりにくいって矛盾しているように感じるのですが・・・。よろしくお願いします。

回答No.2

sat000 · ベストアンサー

熱の伝わり方(より正確には温度の変化)は、熱伝導率(λとします)というよりも、熱拡散係数(D=λ/(ρ Cp)、D:熱拡散係数または熱拡散率、ρ:密度、Cp:定圧比熱)で決まります(熱対流の効果を除いた場合)。
従って、どんなに熱伝導率が小さくても、それ以上に密度や比熱が小さいと、熱拡散は早くなります(より短い時間で等温に近づく)。
密度と比熱が小さいけれど、熱伝導率も小さい場合、熱拡散率が大きいのか小さいのかは、実際に数字を代入して定量的に考える必要があります。
ネットで調べたところ、熱拡散率で考えた場合、空気の方が水よりも100倍以上大きいようです。
熱源に接している水(もしくは空気)で満たされている容器内部の温度がより早く熱源の温度に近づくのはどちらの場合かを想像すると、圧倒的に空気の方が早そうです(気体の平均自由行程の方が液体の平均自由行程よりも圧倒的に長いことから容易に想像されます)。
但し、内部に蓄えられるエネルギーは空気の方が水よりも圧倒的に少ないです(だからこそ早く暖まるとも言える)。
温度イコール蓄えられているエネルギーというわけではないのです。
参考になれば。

お礼

回答ありがとうございます。
温度上昇が早いからと言っても、それぞれの物質ごとに外部に与えるエネルギーが違うのですね。大変参考になりました。

回答No.1

N503is

比熱ってのは1gの物質の温度を1 ℃上げるに必要な熱量 [cal/g] ですよね。そして熱伝導率к［Ｗ／ｍＫ］は厚さ１ｍの板の両端に１℃の温度差がある時、その板の１m2を通して１秒間に流れる熱量をいいますね。まぁ板じゃなくてもいいんですけど。

一般に比熱が高いものは熱伝導率が悪いと思います。今回の場合、水を例に挙げているところが悪かったのではないでしょうか。水はかなり異常な物質で、熱伝導率が高いのに比熱もかなり大きい。比熱は常温では物質中で最も大きいです。また、普通温度を下げると圧縮して体積が小さくなりますが、水の場合は体積が増えますよね。

参考URL：

http://www.asahi-net.or.jp/~ZW2Y-MTN/aqua/

お礼

迅速な回答ありがとうございます。
大変参考になりました。