전도
개념과 원리
평판 전도식은 정상상태, 일정한 열전도율, 두께 방향의 1차원 열전달을 가정합니다. 같은 재료에서 두께가 늘면 열이 이동하기 어려워집니다. 실제 벽체가 여러 재료라면 각 층의 열저항을 더해야 하며 재료의 열전도율을 단순 평균하지 않습니다.
그림·공식 정리
개념
물질 자체의 큰 이동 없이 이웃한 입자 사이의 에너지 전달로 열이 이동하는 현상이다. 벽체, 단열재, 금속판을 통한 열이동이 대표적이다.
푸리에 법칙
Q = (λA/L)(T₁−T₂)
| 기호 | 의미 | 단위 |
|---|---|---|
| λ | 열전도율 | W/(m·K) |
| A | 전열면적 | m² |
| L | 재료 두께 | m |
| T₁−T₂ | 양쪽 표면의 온도차 | K 또는 ℃ 차이 |
기억하기
열전도율·면적·온도차가 커지면 전도열량은 증가하고, 두께가 커지면 감소한다.
열전도율·면적·온도차가 커지면 전도열량은 증가하고, 두께가 커지면 감소한다.
자주 하는 실수
두께가 mm로 주어졌는데 m로 변환하지 않는 경우가 많다.
두께가 mm로 주어졌는데 m로 변환하지 않는 경우가 많다.
풀이에 적용하기
λ=0.04 W/(m·K), A=10 m², L=0.05 m, 양 표면 온도차 20 K이면 Q̇=λAΔTL=0.04×10×200.05=160 W입니다. 두께가 0.10 m로 두 배가 되면 같은 조건에서 80 W입니다.
헷갈리는 부분
공기온도와 벽 표면온도를 혼동하지 않습니다. 전도식에는 양쪽 재료 표면의 온도차를 쓰고, 실내외 공기온도차를 쓸 때는 표면 열저항까지 포함한 열관류율을 사용합니다.