熱伝導率

熱伝導率（ねつでんどうりつ、英語: thermal conductivity）とは、温度勾配により生じる伝熱のうち、熱伝導による熱の移動のしやすさを規定する物理量である。熱伝導度や熱伝導係数とも呼ばれる。記号は λ, κ, k などで表される。 国際単位系（SI）における単位はワット毎メートル毎ケルビン（W/m K）であり、SI接頭語を用いたワット毎センチメートル毎ケルビン（W/cm K）も使われる。

熱伝導率 thermal conductivity
量記号	λ, κ, k
次元	L M T−3 Θ−1
SI単位	ワット毎メートル毎ケルビン（W/m·K）

定義

熱伝導率は温度勾配に対する熱流密度の比として定義される^[1]。 すなわち、熱流密度を j、熱力学温度を T として、勾配 grad により

${\displaystyle {\boldsymbol {j}}=-\lambda \operatorname {grad} T}$

と表したときの係数 λ が熱伝導率である。この式はフーリエの法則と呼ばれている。

つまり、一般に熱伝導率は温度に依存しており、定数ではない。

関連する物理量

熱伝導率の逆数を熱抵抗率という。また、熱伝導率に似ているが異なる物理量として

• 熱拡散率 - 温度勾配により運ばれる温度（熱エネルギー）の拡散係数
• 熱拡散係数 - 混合物に温度勾配がある場合に、熱拡散により濃度勾配が生じる時の大きさを規定する物理量
• 熱伝達係数 - 物質間の熱の伝わり易さを表す値

がある。

熱伝導率を用いて定義される無次元数には、プラントル数、ヌセルト数、ビオ数、ルイス数、レイリー数などがある。

値の例

一般的な材料の室温付近での熱伝導率^[2][3]

材料	熱伝導率 [W/m·K]
カーボンナノチューブ（C）	3000 - 5500
ダイヤモンド（C）	1000 - 2000
銀（Ag）（0℃）	428
銅（Cu）（0℃）	403
金（Au）（0℃）	319
アルミニウム（Al）（0℃）	236
シリコン（Si）	168
炭素（人造黒鉛・カーボン）（C）	100～250
真鍮（Cu：Zn=7：3）（0℃）	106
ニッケル（0℃）	94
鉄（Fe）（0℃）	83.5
白金（Pt）（0℃）	72
ステンレス鋼	16.7 - 20.9
水晶（SiO2）	8
磁器（空孔率0.25％のもの）	1.5
石英ガラス（0℃）	1.4
陶器	1-1.6
水（H2O）（0℃-80℃）	0.561-0.673
ポリエチレン	0.41
エポキシ樹脂 "bisphenol A"	0.21
シリコーン（Qゴム）	0.16
木材	0.15 - 0.25
羊毛	0.05
発泡ポリスチレン "Styrofoam"	0.03
空気	0.0241

測定法

• レーザーフラッシュ法（英語版）

  熱拡散率と比熱容量を測定し、別に求めた密度と合わせて熱伝導率を計算する(比熱容量も別に測定することがある)。均一材料の温度の過渡応答を測定理論に用いているため、複数の材料が接続している場合の測定には向かない。

• 定常熱流法・平板熱流計法

  温度差及び熱流束から熱伝導率を直接測定する。土壌の熱伝導率測定などにも使われる。

• 熱線法

  熱線（ヒーター線）の発熱量と温度上昇量から、熱伝導率を直接測定する。