$$ \boxed{\quad Q = \kappa\, S\ \frac{\ T_1-T_2\ }{L} \quad} \\[15pt] \left(\begin{array}{ccl} Q &\mathrm{[J/s=W]} & 単位時間あたりの熱流量 \\ \kappa & \mathrm{[W/(m\!\cdot\!K)]} & 熱伝導率 \\ S & \mathrm{[m^2]} & 断面積 \\ L & \mathrm{[m]} & 距離 \\ T_1 & \mathrm{[K]} & 高温端の温度 \\ T_2 & \mathrm{[K]} & 低温端の温度 \end{array} \right. $$
上式の構造を以下のように理由を考えながら立式できるようになることが望ましい．
| 物理量 | 感覚的理解 | $Q$ との関係 |
|---|---|---|
| $\kappa$ | 「材質によって」熱流量は変わるだろう | 比例定数 |
| $S$ | 「断面積」が大きい方が熱流量は多いだろう | 比例 |
| $L$ | 「距離」が長い方が熱流量は少なくなるだろう | 反比例 |
| $T_1 - T_2$ | 「温度差」が大きいほど熱流量は大きくなるだろう | 比例 |
長さ $30\,\mathrm{cm}$，直径 $10.0\,\mathrm{mm}$ の円柱形の棒の両端の温度差を $100\,\mathrm{^\circ C}$ にする．次の４種類の金属でその棒を作った場合，それぞれの$Q\,\mathrm{[J/s]}$ を求めよ．
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| 記号 | 材質 | 熱伝導率$\mathrm{[W/(m\!\cdot\!K)]}$ |
|---|---|---|
| Cu | 純銅 | 386 |
| Al | アルミニウム | 204 |
| Fe | 純鉄 | 67 |
| SUS | ステンレス | 22 |
横幅 $90\,\mathrm{cm}$ × 高さ $90\,\mathrm{cm}$ のガラス窓を通して，冬の室内（$20\,\mathrm{^\circ C}$）から室外（$-5\,\mathrm{^\circ C}$）へ逃げる熱について概算する．
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