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公式

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結果

伝わった総熱量(Q)
288,000
ジュール(J)
熱量(キロジュール) 288 kJ
熱流量(仕事率) 80 W

熱伝導計算ツールとは?

この計算ツールは、壁・窓ガラス・金属板などの固体材料を通してどれだけの熱が伝わるかを、定常状態におけるフーリエの熱伝導の法則を使って求めます。算出されるのは、熱流量(仕事率=ワット単位)と、指定した時間に伝わった総熱量(ジュールおよびキロジュール単位)の両方です。国や地域を問わず使える普遍的な物理計算ツールで、どこでもそのまま利用できます。

使い方

材料の熱伝導率 \(k\)(W/m·K)、熱が通過する断面積 \(A\)(m²)、材料を挟んだ温度差 \(\Delta T\)(K または °C)、材料の厚さ \(d\)(m)、そして時間 \(t\)(秒)を入力してください。計算では厚さで割るため、厚さは必ず0より大きい値にする必要があります。

計算式の解説

熱流量は \(\dot{Q} = \frac{k \cdot A \cdot \Delta T}{d}\) で表されます。これに時間を掛けると総熱量 $$Q = \frac{k \cdot A \cdot \Delta T \cdot t}{d}$$ が求められます。熱伝導率が高いほど、面積が大きいほど、また温度差が大きいほど熱の流れは大きくなり、逆に厚さが増すと熱は伝わりにくくなります。なお、温度「差」については、ケルビンと摂氏で数値が等しくなる点に注意してください。

厚さ d、面積 A の平板壁を通り、高温側から低温側へ熱が伝導する流れの図
平板の熱伝導:熱は厚さ d を通って高温面から低温面へ流れる。

計算例

グラスウールの壁で、\(k = 0.04\) W/m·K、面積 10 m²、\(\Delta T = 20\) K、厚さ 0.1 m とします。熱流量 $$= \frac{0.04 \times 10 \times 20}{0.1} = 80 \text{ W}$$ これを1時間(3600秒)続けると、$$Q = 80 \times 3600 = 288{,}000 \text{ J} = 288 \text{ kJ}$$ となります。

よくある質問(FAQ)

どの単位を使えばよいですか? 全体を通してSI単位を使用します。熱伝導率は W/m·K、面積は m²、温度差はケルビン、長さはメートル、時間は秒です。結果はワットとジュールで表示されます。

ΔT はケルビンで入力する必要がありますか? 温度差はケルビンでも摂氏でも同じ数値になるため、ΔT にはどちらを使っても問題ありません。

これは定常状態のみを対象としていますか? はい。ΔTが一定で一次元の熱伝導を前提としており、温まり始めの過渡的な変化や、対流・放射による熱の移動は考慮していません。

最終更新: