열전도율에 대해서
열전도로 열이 전달되는 방법을 이해할 수 있었다고 생각합니다.
그래서 이 물질에 따라 달라지는 열이 전달되는 속도에 대해 알아보고자 합니다.
열이 전달되는 속도는 열전도율과 비열에 의해 좌우됩니다.
열전도율к[W/mK]은 두께 1m의 판 양끝에 1℃의 온도차가 있을 때 그 판의 1m2를 통해 1초에 흐르는 열량을 말합니다.
열전도율은 기체, 액체, 고체 순으로 커집니다.
특히 금속의 열전도율이 큰 것은 열전도 부분에서 채택한 분자끼리의 충돌뿐만 아니라 금속 중의 자유전자끼리의 충돌이 있기 때문입니다.
목재 유리 철 어느 물질이 가장 차갑게 느껴질까.
예를들면,여기에하나의닫혀진방이 있습니다.
거기에 목재, 유리, 철을 반입하여 잠시 놓아 둡니다.
이윽고 같은 온도가 된 후, 그것들을 차례로 만져 갑니다.
그러면 철이나 유리는 목재에 비해 훨씬 더 차갑게 느껴질 겁니다.
왜 그럴까요?
열전도율к[W/m/K]을 비교하면 철은 83.5, 유리는 0.55~0.75, 목재 0.15~0.25입니다.
철의 열전도율이 매우 높다는 것을 알 수 있습니다.
철처럼 열전도율이 높은 물질에 손을 대면 닿은 면에서 급속도로 철 쪽으로 열이 이동하기 때문에 차갑게 느껴집니다.
그렇다면 유리는 왜 차갑게 느껴지는 걸까요?
유리의 열전도율은 목재와 크게 다르지 않습니다.
바로 손과의 밀착도 차이 때문이죠.
유리 표면을 보면 반들반들하죠.
그러니까 손과 유리 사이의 밀착도가 매우 높기 때문에 공기가 들어갈 공간이 없는 거죠.
공기는 열전도율이 0.0241로 매우 작기 때문에 열을 전달하기 어렵습니다.
대부분의 공기가 손과 유리 사이에 끼여들지 않기 때문에, 차갑게 느끼는 것입니다.
반대 목재는 표면이 거칠기 때문에 손과의 접착면에서 공기가 들어가기 쉽기 때문에 차갑게 느껴지지 않습니다.
비행기 유리창이 복층 유리로 되어 있는 이유는 무엇일까
공기의 열전도율이 매우 작기 때문에 그 특성을 이용하여 단열재로 이용될 수 있습니다.
바로 복층 유리창입니다.
이것은 두 장의 유리 사이에 건조한 공기를 봉입하여 밀폐된 유리창입니다.
비행기라든가 요즘에는 일반 가정의 창문에도 사용되고 있습니다.
예를 들어, 건물의 창문이 복층으로 되어 있으면 여름에는 밖의 더위가 실내에 전해지기 어렵기 때문에 냉방이 잘 되어 시원하게 보낼 수 있습니다.
겨울철에도 외부의 차가운 공기가 실내에 전해지기 어렵기 때문에 실내가 따뜻해도 이슬이 잘 맺히지 않습니다.
또한 생선 가게 등에서 생선을 구입했을 때, 스티로폼에 얼음을 많이 넣어 건네주는 경우가 있습니다.
이것도 스티로폼이 공기를 내장한 단열재이기 때문인 것 같습니다.
얼음도 잘 녹지 않습니다.
|
물질
|
온도［℃］
|
열전도열
|
|
물
|
10
|
0.582
|
|
어름
|
0
|
2.2
|
|
알루미늄
|
0
|
236
|
|
철
|
0
|
83.5
|
|
동
|
0
|
403
|
|
은
|
0
|
428
|
|
건조 공기
|
0
|
0.0241
|
|
건조목재
|
18～25
|
0.15～0.25
|
|
유리
|
상온
|
0.55～0.75
|
물질의 열전도율 [W/m·K]
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