푸리에 열전도 법칙

푸리에 열전도 법칙

Q = kA(T₁-T₂)/L

핵심 개념

평판을 통한 정상상태 전도에서는 열전도율, 면적, 양쪽 온도차, 두께가 열손실을 결정한다.

전체 열량률은

$\dot Q=\frac{kA(T_1-T_2)}{L}$

면적당 열유속은 q'' = k(T₁−T₂)/L이다. k는 열전도율, A는 면적, L은 단열재 두께이며, 열은 고온에서 저온으로 흐른다. 부호는 방향을 나타내므로 문제의 손실량은 보통 절댓값으로 계산한다.

20220424_090에서 k=0.037 kcal/m·h·℃, A=1 m², T₁−T₂=20℃, L=0.2 m이므로

$\dot Q=\frac{0.037\times1\times20}{0.2}=3.7\text{ kcal/h}$

정답은 4번이다.

두께가 커지면 열손실은 작아지고, 면적과 온도차가 커지면 커진다. 총 열량률과 면적당 열유속을 혼동하지 말고 시간 단위와 열전도율 단위를 함께 확인한다.

연결 문항은 단열재의 두께·열전도율·온도·면적을 모두 제시하는 평판 전도 계산형 문제다.

2022년 기출 1회 · 1개 연도