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열전도율의 SI 단위는 W/(m⋅K)이다.
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열전도도 (thermal conductivity) – [공학나라] 기계 공학 기술정보
SI 단위계에서는 보통 W / (m K) 의 단위가 사용되고 인치단위계에서는 BTU / (hr ft deg.F) 이 사용된다. 그러나 같은 SI 혹은 인치 단위계라도 다른 …
Source: mechengineering.tistory.com
Date Published: 11/23/2022
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[열전도도 / 열전도율 / 열유속 / 열전달 / 열전달 계수] 단위 및 …
더 구체적으로 말하면 열량의 단위가 칼로리인 것이죠. 열의 단위인 칼로리는 국제단위계(SI)로 줄(J)과 와트초(W.S)로 나타낼 수 있고 영국 열량 단위인 …
Source: cheungjae.tistory.com
Date Published: 3/7/2022
View: 5174
열전도도 – 해시넷 위키
열전도도(Thermal conductivity)는 물체가 열을 전달하는 능력의 척도를 말한다. 열전도성이라고도 부른다. 물체의 고유한 성질로, 높은 열전도도를 …
Source: wiki.hash.kr
Date Published: 6/18/2021
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온도 : 열전도도 – SeeHint
이렇게 같은 온도차와 거리에서 물질이 열전달하는 정도를 비교한 것을 열전도도라고 한다. 값이 클수록 열전도가 잘 된다. 참고로 열전도도의 단위는 열의 단위(W, …
Source: www.seehint.com
Date Published: 2/14/2022
View: 1221
THERMAL CONDUCTIVITY, 열전도도 정의 및 측정 방법
SI 단위에서는 일반적으로 두께 1m의 균일 재료에 대해 양측의 온도차가 1℃일 때 1㎡의 표면적을 통해 흐른 열량을 말하며, 이 때 단위는 W/m˙℃입니다.
Source: livinglab.tistory.com
Date Published: 9/19/2021
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금속 열전도도 (Thermal Conductivity) – 노하우
설계 관련 정보의 다른 글 … PCB 동박 두께_1oz , 2oz … PCB 동박 두께를 나타내는 단위는 oz [온즈 or 온스]로 나타내고 불린다. 1oz는 약 35㎛이다.
Source: my-know-how.tistory.com
Date Published: 8/28/2022
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주제에 대한 기사 평가 열전도 도 단위
- Author: Su-Jin Kim
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- Date Published: 2020. 5. 6.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=H3F763SNaZ8
위키백과, 우리 모두의 백과사전
열전도율(k, λ, κ로 나타냄)은 열전달을 나타내는 물질의 고유한 성질이다. 열전도율의 SI 단위는 W/(m⋅K)이다. 예를 들면, 1기압, 293K(=20 °C) 조건에서, 공기의 열전도율은 0.025 W/(m⋅K)로 낮으며, 물의 열전도율은 대략 0.5918 W/(m⋅K)이고, 알코올과 기름은 0.100 W/(m⋅K)이다. 구리의 열전도율은 약 401 W/(m⋅K)이다.
따라서, 높은 열전도율을 가지는 물질은 열을 흡수하는데 쓰이고, 낮은 열전도율을 가지는 물질은 절연(絶緣)에 쓰인다. 물질의 열 전도율은 온도에 의존하며, 같은 물질이라도 온도에 따라 열전도율이 다르다. 열 전도율의 역수는 열저항이라고 한다.
열 전도율은 텐서로 나타내는데, 이것은 열이 전달될 때 각 방향으로 전달되는 열의 크기가 다르다는 것을 의미한다.
열전도율의 측정방식은 열선법(Hot wire method), 열유속법 (Guarded Heat flow method), 열평판법 (Guarded Hot plate method)으로 구분되며 재료의 열전달 능력을 정확이 측정하기 위해 각각의 측정법이 개발되었다.
열전도율 기본 공식 P=k*A(ΔT/L) P=열류량(W, J/s와 동일) A=시료의 면적(m2) L=시료두께(m) ΔT=온도차(K,°C와 동일)
열전도도 (thermal conductivity)
열전도도 (thermal conductivity)
열전도 현상에 의해 열전도가 되는 정도를 나타내는 재료의 물리적 물성치이다.
열전도율이 높으면 열전도가 잘되는 재질이고 낮으면 열전도가 잘 되지 않는 재질이다.
열전도율이 높은 재질은 열을 방출시키는 목적으로 사용되며 열전도율이 낮은 재질은 단열재로 사용된다.
일반적으로 알고 있는 바와 달리 열전도도도 온도의 함수이다. 즉 상온과 고온이 열전도도가 다르다. 대부분의 경우에는 그냥 상온값을 쓴다.
단위
SI 단위계에서는 보통 W / (m K) 의 단위가 사용되고 인치단위계에서는 BTU / (hr ft deg.F) 이 사용된다.
그러나 같은 SI 혹은 인치 단위계라도 다른 단위가 사용되는 경우도 많다.
단위 변환은 아래 링크에서 하자
https://converter.eu/thermal_conductivity/#22_BTU/Hour-Foot-%C2%B0F_in_Watt/Meter-K
1 BTU / (hr ft deg.F) = 1.730 W / (m K)
1 BTU-inch / (hr ft^2 deg.F) = 0.144 W / (m K)
* BTU (British Thermal Unit) ~ 1054.3503 J
데이터
기타 자료
이미지 출처 : http://pointing.spiraxsarco.com/resources/steam-engineering-tutorials/steam-engineering-principles-and-heat-transfer/heat-transfer.asp
이미지 출처 : http://www.thermopedia.com/content/1186/
열전도도 상세 리스트 (영문)
아래 위키피디아 링크에 가면 무척 많은 자료가 있다. 물론 매트웹을 이용해도 좋고 요새는 구글이 매트웹을 자동으로 검색해준다.
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_thermal_conductivities
http://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-d_429.html
열전달 계수] 단위 및 정의 정리
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열에 대한 기본 개념이 없는 분들을 위해
제가 인터넷을 뒤지고 뒤져 내린 결론을 요약 정리하여 올립니다.
(혹시 이상하거나 틀린 내용 제보 꼭 부탁드립니다)
우선 열이란 에너지이며 열량이라고도 표현합니다.
자, 기본 단위들 부터 나열하니 정독합시다.
이렇게도 표현 가능하죠
이제부터 하나씩 나열합니다.
1. 열유속 (heat flux)
2. 열전도도 (thermal conductivity)
3. 열전도율 (thermal conductance)
4. 열전달 (heat transfer)
5. 열전달 계수 (heat transfer coefficient)
최종적으로 다시 정리해 보자면 아래와 같습니다.
기본 물성과, 형상정보를 포함하는 놈을 구분해야하며
한국어로 번역되며 이곳 저곳에서 혼동해서 사용하는 개념이 많아
뭐가뭔지 헷갈려서 저 나름대로 정의 내렸습니다.
어디선가 열전도율이라고 해서 본 글에
표기된 내용을 100% 의미한다고 생각하면 위험합니다.
공부공부
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온도 : 열전도도
Chemistry ≫ 온도
온도 : 열전도
전도란 물체간의 직접적인 접촉을 통해서 열이 전달되는 것
전도(conduction) 또는 열전도(heat conduction)는 물체간의 직접적인 접촉을 통하여 열이 전달되는 것이다. 뜨거운 온돌방에 앉아 있으면 엉덩이가 뜨거워지는 것처럼 물질의 직접적인 이동을 수반하지 않고 접촉하고 있는 두 물체의 온도차에 의해서 열(에너지)이 흐르는 방식이 전도이다. 전도는 한 물체 내에서도 한 쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 일어날 수도 있고, 제3의 물체를 매개로 하여 일어날 수도 있다.
미시적 규모에서 보면 전도는 빠르게 진동하거나 움직이는 원자 또는 분자들이 이웃 원자 또는 분자들과의 상호작용을 통해서 열(에너지)이 전달되는 것이다. 열은 이웃 원자들이 다른 원자에 대해서 진동하거나 전자들이 한 원자에서 다른 원자로 옮겨가는 형태로 전달된다. 전도는 물질의 모든 상태(고체, 액체, 기체 등)에서 일어나지만 고체에서는 가장 중요한 열전달 방법이다. 고체에서 전도는 결정을 이루는 분자들의 진동의 조합과 자유전자의 이동에 의해서 일어나고, 기체와 액체에서는 분자들의 충돌과 그들의 무작위 운동이 일어나는 동안의 확산에 의해서 일어난다.
푸리에의 법칙과 열전도도
열전도 현상을 설명하는 법칙을 ‘열전도의 법칙’ 또는 ‘푸리에 법칙’이라고 한다. 이 법칙을 만든 푸리에 (Jean Baptiste Joseph Fourier , 1768 –1830)는 푸리에 급수로 유명한 프랑스 수학자이다. 법칙의 내용은 비교적 간단하다. 두 물체 사이에 단위시간에 전도되는 열량은 두 물체의 온도차와 접촉된 단면적에 비례하고 거리에 반비례한다는 것이다. 단위시간을 Δt, 전도되는 열량을 ΔQ, 두 물체의 온도차를 ΔT, 접촉된 단면적을 A, 거리를 Δx라 하고 식으로 나타내면 다음과 같다.
푸리에 법칙을 표현하는 식에서 비례상수인 k가 나타나는 데, 이는 물체마다 열을 전도하는 성질이 물체마다 다르기 때문이다. 이렇게 같은 온도차와 거리에서 물질이 열전달하는 정도를 비교한 것을 열전도도라고 한다. 값이 클수록 열전도가 잘 된다. 참고로 열전도도의 단위는 열의 단위(W, 와트)를 거리의 단위( m, 미터)와 온도의 단위 (K, 캘빈)의 곱으로 나눈 W/m•K 이 된다. 열전도도가 큰 물질을 열의 양도체라고 하고, 열전도도가 작은 물질을 열의 부도체(혹은 불량도체)라고 한다.
열의 양도체 – 대부분 금속, 최고는 그래핀
열의 양도체는 주로 은, 구리, 알루미늄과 같은 금속들이다. 금속이 열을 잘 전달하는 이유는 금속을 이루는 원자들이 결정격자를 이루고 있어서 격자진동을 통해서 열이 전도될 뿐 아니라, 금속은 원자에 속박되지 않은 자유전자가 많아 전자의 이동으로 열이 전달되기 때문이다. 대부분의 금속은 전기전도(electrical conduction)도 잘하는데 자유전자는 전하를 함께 운반하기 때문이다. 이 때문에 좋은 열전도체인 은이나 구리가 좋은 전기전도체가 되는 것이다.
반면, 열전도도가 가장 뛰어난 물질은 2010년 노벨물리학상의 연구 주제였던 그래핀(Graphene)이다. 그래핀은 탄소원자가 육각형의 그물모양으로 연속 배열된 것으로 영국 맨체스터 대학의 안드레 가임(Andre Geim)과 콘스탄틴 노보셀로프(Konstantin Novoselov)가 2004년에 발견하였다. 이들은 스카치테이프로 흑연에서 원자를 한 층씩 떼어내어 단원자층 그래핀을 얻고 그 물리적 성질을 밝혀내어 2010년 노벨물리학상을 수상했다. 그래핀은 흑연, 다이아몬드와 마찬가지로 탄소로 이뤄진 동소체이지만, 지름 0.2㎚(나노미터, 10억분의 1미터)의 원자층 한 겹으로 이루어져서 물성이 전혀 다르다. 그래핀은 플라스틱 랩처럼 잘 휘어지고 열전도도가 매우 뛰어나 미래의 초소형소자로 주목받고 있다.
열의 부도체 – 단열재, 공기가 대표적
열의 부도체(불량도체)는 나무나 스티로폼, 섬유 등과 같은 비금속 물질이다. 열의 불량도체들은 열 흐름을 차단하는 보온용 건축자재나 화재를 막는 단열재로 쓰인다. 액체와 기체는 대부분 불량도체에 속하는데 특히 공기는 매우 좋은 단열재이다. 동물들이 추운 겨울을 견딜 수 있는 이유는 동물의 모피나 깃털이 열의 부도체이기도 하지만 모피나 깃털 내부의 수많은 빈 공간이 공기를 포함하고 있기 때문이다. 석면이나 유리솜이 좋은 단열재인 이유도 많은 공기를 포함한 다공성물질이기 때문이다. 눈 역시 많은 공기를 포함하여 단열효과가 좋다.
인류가 만들어낸 가장 가벼운 고체인 에어로젤(Aerogel)은 단열효과가 가장 뛰어난 신소재이다. 에어로젤은 머리카락의 1만 분의 1 굵기의 이산화규소(SiO2) 소재의 실을 성글게 얽어 만들어지며 실과 실 사이 공간에는 공기분자가 들어간다. 에어로젤은 전체 부피의 98%가 공기여서 밀도가 공기의 3배 밖에 되지 않는다. 에어로젤은 높은 기공률로 인해 열·전기·소리·충격 등에 강하여 미래의 단열재·충격완충재·방음재 등으로 주목받고 있다.
감각으로 느껴지는 온도는?
추운 겨울날 대문 밖에 매달린 쇠고리를 맨손으로 잡으면 손이 얼어붙듯이 차갑게 느껴진다. 하지만 나무로 된 문을 만져보면 그렇게 차갑지는 않다. 그 이유는 무엇 때문일까? 쇠고리가 나무문 보다 온도가 더 낮은 것일까? 그렇지 않다. 두 물체는 밤새도록 같은 기온에 노출되어 있었기 때문에 온도를 측정해 보면 같다. 이유는 두 물체의 열전도도가 크게 다르기 때문이다. 쇠는 나무보다 열전도도가 거의 1000배나 더 커서 손의 열이 빠르게 빠져나가 차갑게 느껴지는 것이다. 게다가 손바닥의 온도가 급격히 떨어지면서 손바닥에 있는 약간의 수분이 얼어붙어 쇠고리에 손이 달라붙는 느낌을 받기도 한다. 이처럼 온도계로 측정한 온도가 같더라도 물질과 접촉하였을 때 감각으로 느껴지는 온도는 다를 수 있다. 이것은 열의 양과 관련이 있으며 열 흐름이 크고 열평형에 도달하는 시간이 짧으면 더 차갑거나 더 뜨겁게 느껴진다.
THERMAL CONDUCTIVITY, 열전도도 정의 및 측정 방법
‘고체 상태 물체 내의 분자가 그 기본 위치를 바꾸지 않으면서 열에너지를 전달하는 것’을 전도 (Conduction) 라고 하는데요, 이러한 전도는 다음 식과 같은 퓨리에 (Fourier) 의 전도 법칙을 따릅니다.
$$\dfrac{\Delta Q}{\Delta t} = q = -k A \dfrac{\Delta T}{\Delta x}$$
여기서, $q$는 열류율을, $k$는 thermal conductivity 즉, 열전도도를 의미합니다.
건물의 단열 설계, 열교환기 설계, 기계 장비의 설계 등에서 thermal conductivity는 물질의 전도현상을 설명하는 기본적인 물성치이기 때문에 매우 중요하게 다루어집니다. 이번에는 thermal conductivity의 정의 및 측정 방법 등에 대해 다루었습니다.
thermal conductivity 정의
thermal conductivity, 열전도도는 어떠한 고체 균일 재료에 대해 양측의 특정 온도차에 대한 특정 단면적으로 흐른 열량 즉, 단위 두께에 대한 열전달률을 의미합니다. SI 단위에서는 일반적으로 두께 1m의 균일 재료에 대해 양측의 온도차가 1℃일 때 1㎡의 표면적을 통해 흐른 열량을 말하며, 이 때 단위는 W/m˙℃입니다. thermal conductivity는 SI 이외의 단위에서는 kcal/m˙hr˙℃과 같은 단위로 표현되기도 합니다.
thermal conductivity 측정
어떠한 물질의 thermal conductivity 측정을 정확하기 하기 위해서는 실험실 실험을 진행해야만 합니다. thermal conductivity 측정을 위한 실험 방법은 ISO 8301, ISO 8302, ASTM C117, ASTM C518, KS L 9016과 같은 국내외 표준에서 가이드하고 있습니다. 공식적으로 특정한 자재의 thermal conductivity 물성치를 제시하기 위해서는 이러한 표준에서 제시하고 있는 방법대로 측정하여야만 그 제시한 측정 결과가 인정됩니다.
thermal conductivity 측정을 위한 방법은 크게 평판직접법 (보호열판법) 과 평판비교법 (열류계법) 으로 나눌 수 있습니다.
평판직접법 (보호열판법, Guarded hot plate apparatus)
보호열판법은 ISO 8302, ASTM C177, KS L 9016과 같은 표준에서 실험 방법을 가이드하고 있으며, 온도와 전력을 직접적으로 측정하여 재료의 thermal conductivity를 산정하는, 열전달 특성의 절대 또는 일차적인 방법을 이용하는 실험 방법입니다.
보호열판법을 통해 자재의 thermal conductivity 를 실험할 경우에는 측정 자재 양측의 온도차를 10℃ 이상으로 하고, 정상상태에 도달한 경우의 시험체의 양측 온도와 주열판에 대한 공급 전력을 측정하여 thermal conductivity 를 산정합니다. 보호열판법을 통해 실험을 할 경우에 시험편의 크기는 가열판 표면을 완전히 덮을 수 있는 크기여야만 합니다.
평판비교법 (열류계법, Heat flow meter apparatus)
평판비교법은 ISO 8301, ASTM C518, KS L 9016과 같은 표준에서 실험 방법을 가이드하고 있으며, 시험체를 통과하는 열류량을 열류계를 사용하여 직접 측정하고, 그때의 시험체 양측 온도차를 측정하여 시편의 thermal conductivity 를 구하는 방법으로서, 이차적 또는 상대적인 실험 방법입니다.
평판비교법을 통해 자재의 thermal conductivity를 실험하여 그 값을 산출하는 경우에는 보호열판법으로 하는 경우와 마찬가지로 자재 양측의 온도차를 10℃ 이상으로 하여야 합니다. 하지만 이 때 시험체 양 표면 온도가 똑같은 방향에 대해 변화가 없게 된 후부터 시험체 온도차에 대하여 30분당 1% 이상 변화하지 않는 동시에, 열류계의 30분당 출력이 2% 이상 변화하지 않는 상태를 정상상태로 하여, 정상상태에 도달한 이후의 값을 측정하여 시편의 thermal conductivity 를 산정하여야 합니다.
금속 열전도도 (Thermal Conductivity)
열전도도란 열전도현상에 의해 열전도가 되는 정도를 나타내는 재료의 물리적 물성치 를 말한다.
열전도도가 높으면 열전도가 잘 되는 재질이고, 열전도도가 낮으면 열전도가 잘 안되는 재질이다.
열전도도가 높은 재질은 열을 방출시키는 목적으로, 열전도도가 낮은 재질은 단열재로 사용된다.
*단위 변환
196kcal/mh℃
– 1kcal = 4186.8 J
– 1h = 3600 sec
→ 196kcal/mh℃ = 196 x 4186.8 J/(m x 3600s) x ℃
= 227.95 J/ms℃
= 227.95 w/m ℃ ; J/s = W
1℃의 온도차는 1K의 온도차와 같으므로
W/m·℃와 W/m·K 의 수치는 같다.
1kcal/mh℃ = 1.16W/mK
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