レーザーフラッシュ法で、厚さ L = 2.0 mm の円板の表面にパルス光を当てたところ、裏面の温度上昇が最大値の半分に達するまでの時間が t½ = 0.050 s だった。熱の損失を無視したパーカーの式 α = 0.1388L²/t½ で求めた熱拡散率はどれに最も近いか。

正解：B. 約1.1×10⁻⁵ m²/s

L = 2.0×10⁻³ m なので L² = 4.0×10⁻⁶ m² で、α = 0.1388×4.0×10⁻⁶/0.050 ≈ 1.1×10⁻⁵ m²/s です。表面で吸収された熱が厚さ方向に拡散して裏面に届くまでの時間は L²/α に比例するので、温度上昇が半分になる時間から熱拡散率が求まります。約8.0×10⁻⁵ m²/s は係数0.1388を掛け忘れた値、約5.6×10⁻³ m²/s は厚さを2乗し忘れた値で、単位も m²/s になりません。熱伝導率は、別に測った密度と比熱を使って κ = αρc で求めます。時間は厚さの2乗で変わるので、熱拡散率の大きい材料ほど厚い試料を使って、測りやすい時間にします。