水は、地球上で最も身近な液体であり、生命の維持に欠かせない物質です。
また、熱伝導性を考える上でも重要な役割を果たしています。
このような背景もあり、この記事では、水の熱伝導率とその単位、高い熱伝導率の理由、温度依存性について詳しく解説します。
また、他の液体や身近な物質との比較も行っていますので、ぜひ参考にしてみてください！
水の熱伝導率と単位【W/(m·K)やkcal/(m·h·℃)など】
まずは、水の熱伝導率の値と一般的な単位を確認しましょう。
熱伝導率とは、物質の熱伝導性能を表す物性値で、単位面積あたり、単位時間あたり、温度勾配1 K/mで伝わる熱量を表します。
熱伝導率が高いほど、熱を速く伝えることができます(^^)/
水の熱伝導率（常温常圧付近）は以下の通りです。
| 水の熱伝導率 | 単位 |
| 0.598 | W/(m·K) |
| 0.514 | kcal/(m·h·℃) |
ここで、1 W = 0.86 kcal/hであることを利用して、各単位の値を相互に変換できます。
水の熱伝導率は、金属材料と比べるとかなり低いですが、他の液体や気体と比べると比較的高い値となっています。
水の熱伝導率が高い理由
水の熱伝導率が他の液体と比べて高い主な理由は以下の2つです(^^)/
1. 水素結合の存在
水分子は強い水素結合を形成しています。この結合によって、分子間のエネルギー伝達が効率的に行われ、熱伝導率が高くなります。
2. 分子の配列
水分子は規則的な配列を形成する傾向があります。この秩序だった構造が、熱エネルギーの伝導を促進します。
水の熱伝導率の温度依存性
水の熱伝導率は温度によって変化します。以下は、様々な温度での水の熱伝導率を示した表です！
| 温度 (K) | 温度 (℃) | 熱伝導率 (W/(m·K)) |
| 273.15 | 0 | 0.561 |
| 283.15 | 10 | 0.580 |
| 293.15 | 20 | 0.598 |
| 303.15 | 30 | 0.615 |
| 313.15 | 40 | 0.631 |
| 323.15 | 50 | 0.645 |
簡単に整理しますと、
1. 常温付近（293.15 K）では、熱伝導率は0.598 W/(m·K)に近い値をとります。
2. 温度上昇とともに、熱伝導率は緩やかに増加します。
ただし、この変化は金属材料と比べるとかなり小さいことを覚えておきましょう(^^)/
他の液体や身近な物質との比較
水の熱伝導率を他の液体や身近な物質と比較してみましょう！
てみましょう：
| 材料 | 熱伝導率 (W/(m·K)) |
| 水 | 0.598 |
| エタノール | 0.167 |
| グリセリン | 0.285 |
| 空気 | 0.0257 |
| ガラス | 0.8 – 1.0 |
| 銅 | 398 |
この比較から以下のことがわかります：
1. 水の熱伝導率は、エタノールやグリセリンなどの他の液体よりも高い値を示します。
2. 空気と比べると、水の熱伝導率ははるかに高くなっています。
3. ガラスと比べると、水の熱伝導率はやや低めですが、同じオーダーの値を持ちます。
4. 銅などの金属材料と比べると、水の熱伝導率は大幅に低い値となっています。
まとめ 水の熱伝導率が高い理由や温度依存性は？他の液体や身近な物質との比較も！
本記事では、水の熱伝導率とその単位、高い熱伝導率の理由、温度依存性、そして他の液体や身近な物質との比較について詳しく解説しました。
水の熱伝導特性を理解し、効率的な熱管理を実現していきましょう！
