熱伝導度について

質問

水素の熱伝導度が高いのは何故ですか？
お願いします。

回答No.1

101325

水素分子が軽くて小さいからです。

大ざっぱな計算をすると、気体の熱伝導度κが

　κ ∝ ｃｖ/σ　……(A)

のように、気体分子一個当たりの定積熱容量ｃと気体分子の平均の速さｖに比例し、気体分子の大きさ（衝突断面積）σに反比例することを示すことができます。

質量ｍの気体分子一個がもつ平均の運動エネルギー ｍｖ^2/2 は、絶対温度Ｔと

　ｍｖ^2/2 ＝ 3kＴ/2

の関係がありますから（kはボルツマン定数）、気体分子の平均の速さｖは

ｖ ＝ √(3kＴ/ｍ)

のように書けます。これを式(A)に代入すると

　κ ∝ ｃ/σ√ｍ

となって、気体の熱伝導度κが気体分子の質量の平方根に反比例すること、つまり気体分子が軽ければ軽いほど熱伝導度κが大きくなること、がわかります。

参考URLに、より詳しくて丁寧な解説がありますのでどうぞ。

参考URL：

http://www.nucleng.kyoto-u.ac.jp/people/ikuji/edu/vac/app-A/th-cnd1.html