使い方
- 壁の材料を選びます。例えば発泡スチロールです。
- 面積（m²）と厚さ（m）を入力します。例えば0.95と0.025です。
- 2つの面の温度差（°C）を入力します。例えば35です。
- 熱の流れ（W）、24時間の熱量、熱抵抗を読み、その後に計算の手順を確認します。
熱の流れの計算方法
平板の両面の温度が一定に保たれると、熱は温かい面から冷たい面へ一定の割合で流れます。その割合は、面積と温度差が大きく、熱伝導のよい材料ほど大きくなり、板が厚いほど小さくなります（OpenStax、College Physics 2e、14.5節、英語）。
Q/t = k × A × (T2 − T1) ÷ d
R = d ÷ (k × A)
Q/t = 熱の流れの割合（W、J/s）
k = 熱伝導率（W/(m·°C)）
A = 板の面積（m²）
T2 − T1 = 板の両側の温度差（°C）
d = 板の厚さ（m）
R = 熱抵抗（K/W）- 面積を2倍にすると熱の流れも2倍になり、厚さを2倍にすると半分になります。
- 熱伝導率は材料によって大きく異なります。表では、銀は420、発泡スチロールは0.010なので、銀は発泡スチロールの42,000倍よく熱を伝えます。
- 熱伝導率は0 °C付近で示されているため、他の温度では材料の値は異なります。
熱伝導率
この値は OpenStax の節の表14.3のもので、単位は W/(m·°C)、温度は0 °C付近です。木材は表で0.08から0.16の範囲として示されているため、含めていません。
| 物質 | k、W/(m·°C) |
|---|---|
| 銀 | 420 |
| 銅 | 390 |
| 金 | 318 |
| アルミニウム | 220 |
| 鋼鉄または鉄 | 80 |
| ステンレス鋼 | 14 |
| 氷 | 2.2 |
| ガラス（平均） | 0.84 |
| コンクリートまたはレンガ | 0.84 |
| 水 | 0.6 |
| 脂肪組織 | 0.2 |
| アスベスト | 0.16 |
| 石膏ボード | 0.16 |
| 乾いた雪 | 0.10 |
| コルク | 0.042 |
| グラスウール | 0.042 |
| 羊毛 | 0.04 |
| 羽毛 | 0.025 |
| 空気 | 0.023 |
| 発泡スチロール | 0.010 |
このツールが含まない内容
- 2つの面にある静止した空気の薄い層と、そこから対流や放射によって運ばれる熱。
- 窓、ドア、角、継ぎ目。平らな壁よりも多くの熱を失うことがよくあります。
- 異なる材料の複数の層からなる壁。このツールは板全体に1つの材料を使います。
計算例：発泡スチロール製の保冷箱
発泡スチロール製の保冷箱は、総面積が0.950 m² で、壁の厚さは2.50 cm です。k = 0.010 W/(m·°C)、温度差35.0 °C のとき、熱の流れは Q/t = 0.010 × 0.950 × 35.0 ÷ 0.0250 = 13.3 W です。24時間では0.319 kWh で、熱抵抗は2.6316 K/W です。
| 数値 | 値 |
|---|---|
| 熱の流れ | 13.30 W |
| 24時間の熱量 | 0.319 kWh |
| 熱抵抗 | 2.6316 K/W |
よくある質問
壁が厚いほど熱が逃げにくいのは、なぜですか？
熱は材料の中をより長い距離進む必要があるため、毎秒通る熱が減ります。式が示すとおり、熱の流れは厚さに反比例して小さくなります。
保冷箱が発泡スチロールで作られるのは、なぜですか？
発泡スチロールの熱伝導率は、表では0.010 W/(m·°C) と非常に小さいため、毎秒通る熱はわずかです。同じ表で銀などの金属は420前後の値です。
熱伝導率は、どの温度でも同じですか？
いいえ。OpenStax の表の値は0 °C付近のものであり、熱伝導率は温度によって変わります。精度が重要な場合は、使用温度での値を使ってください。
表面の空気の層は、計算に含まれますか？
いいえ。結果は、2つの一定の温度の間にある板だけを通る熱の流れです。表面の空気の層、端、継ぎ目は、実際の熱損失をさらに増やします。
入力したデータは、サーバーに送られますか？
いいえ。計算はお使いのブラウザ内で行われ、入力した内容は当サイトに送信されることも保存されることもありません。
出典
数値と文章の最終確認日：2026年11月11日水曜日。