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1[7급 국가직 전달현상] 24년 1회차

1차원 열전도에 대한 푸리에의 법칙(Fourier’s law)이 다음 식을 따를 때, 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단,  $A$ 는 열흐름 방향에 수직인 단면적으로 일정하고,  $k > 0$ 이다) $\frac{q_x}{A} = -k\frac{dT}{dx}\ [\mathrm{W\ m^{-2}}]$

 $q_x$ 는  $x$ 방향에 대한 열 플럭스(heat flux)이다.

음의 부호(－)는 온도가 감소하는 방향으로 열이 전달됨을 의미한다.

 $k$ 는 열전도도(thermal conductivity)이다.

 $\frac{dT}{dx}$ 는  $x$ 방향에 대한 온도구배를 의미한다.

해설

$q_x$ 는 열 플럭스가 아니라 열전달 속도(열흐름률, W)이므로 이 진술이 옳지 않다.

식의 좌변 $q_x/A$ 가 단위면적당 열흐름, 즉 열 플럭스( $\mathrm{W\ m^{-2}}$ )에 해당한다.

음의 부호: 열은 온도가 감소하는 방향으로 흐르므로 온도구배와 반대 부호가 붙는다.
$k$ : 물질 고유의 열전도도이다.
$dT/dx$ : $x$ 방향 온도구배이다.

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