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열전도 현상

열전도의 예는 주변에서 쉽게 찾아볼 수 있습니다. 금속막대의 한쪽 끝을 가열하면 가열되는 부분부터 차례대로 뜨거워질 때라든지, 온도가 다른 물체를 서로 접촉시켜 열 이동이 일어나는 경우가 그런 예 입니다. 액체나 기체 내부의 열 이동은 주로 대류에 의한 것이지만, 고체 내부는 주로 열전도에 의해서 열이 이동합니다. 즉, 금속의 한쪽 끝을 가열하면 가열된 부분의 원자들은 에너지를 얻어 진동하게 됩니다. 이런 진동이 차례로 옆의 원자를 진동시켜 열전도가 일어납니다. 열전도에 의해 물체 내부에서 열이 전달속도는 물질 종류에 따라 큰 차이가 있습니다. 예를 들면 구리, 철과 같은 도체인 경우에는 열이 매우 빠르게 전달되지만 황, 플라스틱과 같은 절연체인 물질의 경우에는 느리게 전달됩니다. 또 액체, 기체는 고체에 비해 열전도가 매우 느리고 그 일부에 가해진 열을 전체에 확산시키기 어렵습니다. 집의 창문을 보면 보통 2중창으로 되어 있는데 이는 창문과 창문 사이에 공기라는 열 절연체를 사용하기 위한 것입니다. 뜨거운 냄비를 들어 올릴 때 오븐용 장갑을 사용하는 것도 오븐용 장갑이 좋은 열 절연체이기 때문입니다. 이렇게 물질마다 열을 전달하는 정도가 다른 것은 각각 물질에 따라 열전도의 작용원리가 다르기 때문입니다. 이것을 수치로 나타내는 것을 그 물질의 열전도도라고 하며, 두께 1㎝의 물질층 양면에 1℃의 온도 차를 두었을 때, 그 층의 1㎠의 넓이를 1초 사이에 통과하는 열량을 사용합니다. 일반적으로 열전도도는 온도에 따라 다소 달라지는데, 물질 종류에 따라 거의 정해진 값을 가지는 물질상수로 보아도 좋습니다. 금속의 열전도도와 전기전도도 사이에는 비례관계가 있으며, 1853년 G.H.비데만과 R.프란츠는 동일 온도일 때 금속의 열전도도와 전기전도도의 비는 금속 종류에 관계없이 일정한 값을 가진다는 사실을 발견하였습니다. 이것을 비데만-프란츠의 법칙이라고 합니다.

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