이 계산기로 무엇을 할 수 있나요
이 도구는 푸리에 열전도 법칙을 적용해 벽체, 창, 단열 보드, 배관 보온재 같은 고체 층을 열이 얼마나 빠르게 통과하는지 구합니다. 결과로는 총 열유량(와트 단위)과 열유속(제곱미터당 와트)을 함께 보여줍니다. 이 물리 법칙은 보편적이라 어느 나라에서나 그대로 적용됩니다.
사용 방법
재료의 열전도율 k(W/m·K), 열 흐름에 수직인 단면적 A(m²), 층의 두께 d(m), 그리고 고온면과 저온면의 온도를 입력하세요. 계산에는 온도 차이만 쓰이므로 두 온도를 모두 °C로 넣든 모두 K로 넣든 결과는 동일합니다.
공식 풀이
정상 상태 열전도는 다음을 따릅니다.
$$\frac{Q}{t} = \frac{\text{k} \cdot \text{A} \cdot \Delta\text{T}}{\text{d}}$$여기서 \(\Delta\text{T} = \text{T}_{\text{고온}} - \text{T}_{\text{저온}}\)입니다. 열전도율이 높을수록, 면적이 넓을수록, 온도 차가 클수록 열유량이 커지고, 반대로 층이 두꺼울수록 열유량은 줄어듭니다. 열유속 \(q = \frac{\text{k} \cdot \Delta\text{T}}{\text{d}}\)는 단위 면적당 흐르는 열량을 뜻합니다.
계산 예시
면적 10 m², 두께 0.1 m, k = 0.04 W/m·K인 단열 패널을 생각해 봅시다. 고온면이 20 °C, 저온면이 0 °C이면 \(\Delta\text{T} = 20\) 입니다. 열유량 $$Q = \frac{0.04 \times 10 \times 20}{0.1} = \textbf{80 W}$$ 이고, 열유속 $$q = \frac{0.04 \times 20}{0.1} = \textbf{8 W/m}^2$$ 가 됩니다.
자주 묻는 질문
°C와 K 중 어느 단위를 써야 하나요? 어느 쪽이든 상관없습니다. 이 법칙은 온도 차이를 사용하는데 1 °C의 변화는 곧 1 K의 변화와 같으므로 결과가 동일합니다.
열전도율 k란 무엇인가요? 재료가 열을 얼마나 잘 전달하는지를 나타내는 고유 물성치입니다. 구리는 약 400 W/m·K, 유리는 약 1, 유리섬유 단열재는 약 0.04 정도입니다.
정상 상태에서만 유효한가요? 네. 이 모델은 물성이 일정하고 내부 발열이 없는 정상 상태 열전도를 가정합니다.
