레이저 플래시법으로 두께 L = 2.0 mm인 원판의 앞면에 펄스광을 쬐었더니, 뒷면의 온도 상승이 최댓값의 절반에 이르기까지의 시간이 t½ = 0.050 s였다. 열 손실을 무시한 파커 식 α = 0.1388L²/t½로 구한 열확산율에 가장 가까운 것은 무엇인가?

정답: B. 약 1.1×10⁻⁵ m²/s

L = 2.0×10⁻³ m이므로 L² = 4.0×10⁻⁶ m²이고, α = 0.1388×4.0×10⁻⁶/0.050 ≈ 1.1×10⁻⁵ m²/s입니다. 앞면에서 흡수된 열이 두께 방향으로 확산하여 뒷면에 닿기까지의 시간은 L²/α에 비례하므로, 온도 상승이 절반이 되는 시간으로부터 열확산율을 구할 수 있습니다. 약 8.0×10⁻⁵ m²/s는 계수 0.1388을 곱하는 것을 잊은 값이고, 약 5.6×10⁻³ m²/s는 두께를 제곱하는 것을 잊은 값으로, 단위도 m²/s가 되지 않습니다. 열전도율은 따로 측정한 밀도와 비열을 써서 κ = αρc로 구합니다. 시간은 두께의 제곱에 따라 변하므로, 열확산율이 큰 재료일수록 두꺼운 시료를 써서 측정하기 쉬운 시간이 되게 합니다.