- Τι είναι η θερμική αγωγιμότητα;
- Μέθοδοι θερμικής αγωγιμότητας
- Μονάδες μέτρησης θερμικής αγωγιμότητας
- Παραδείγματα θερμικής αγωγιμότητας
Εξηγούμε τι είναι η θερμική αγωγιμότητα και τις μεθόδους που χρησιμοποιεί αυτή η ιδιότητα. Επίσης, οι μονάδες μέτρησης και τα παραδείγματα.
Η θερμική αγωγιμότητα είναι η ιδιότητα ορισμένων υλικών ικανών να μεταδίδουν θερμότητα.Τι είναι η θερμική αγωγιμότητα;
Η θερμική αγωγιμότητα είναι μια ιδιότητα ορισμένων υλικών ικανών να μεταδίδουν το θερμότητα, δηλαδή επιτρέψτε το πέρασμα του Κινητική ενέργεια των μορίων του σε άλλες παρακείμενες ουσίες. Είναι ένα έντονο μέγεθος, αντίστροφο προς τη θερμική ειδική αντίσταση (που είναι η αντίσταση ορισμένων υλικών στη μετάδοση θερμότητας μέσω τους μόρια).
Η εξήγηση αυτού του φαινομένου έγκειται στο γεγονός ότι όταν ένα υλικό θερμαίνεται, τα μόριά του αυξάνουν την κινητική του ενέργεια, αυξάνουν δηλαδή την ανάδυσή του. Τα μόρια, λοιπόν, είναι σε θέση να μοιράζονται αυτήν την επιπλέον ενέργεια χωρίς να προκαλούν κινήσεις παγκόσμια ύλη (στο ότι διαφέρει από τη θερμική συναγωγή τουυγρά Υαέρια), αυτή η ικανότητα είναι πολύ υψηλή στο μέταλλα και σε συνεχή σώματα, γενικά, και πολύ χαμηλά πολυμερή και άλλα μονωτικά υλικά όπως το fiberglass.
Η θερμική αγωγιμότητα ενός υλικού υπολογίζεται από έναν συντελεστή (που αναφέρεται ως λ) και είναι διαφορετική ανάλογα με τη μοριακή του φύση. Αυτός ο υπολογισμός γίνεται με βάση τον ακόλουθο τύπο:
λ = q / βαθμού. Τ
που τι είναι η ροή θερμότητας ανά μονάδα του καιρός και περιοχή, καιgrad.T είναι η κλίση του θερμοκρασία.
Όσο μεγαλύτερη είναι η θερμική αγωγιμότητα ενός υλικού, τόσο καλύτερος αγωγός της θερμότητας θα είναι και όσο χαμηλότερη είναι τόσο πιο μονωτικό θα είναι το υλικό. Θερμοκρασία, συναγωγή,ηλεκτρική αγωγιμότητα και οι αλλαγές φάσης του υλικού επηρεάζουν όλες το αποτέλεσμα του συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας.
Μέθοδοι θερμικής αγωγιμότητας
Υπάρχουν τρεις μέθοδοι μετάδοσης θερμότητας στη φύση: αγωγιμότητα, συναγωγή και ακτινοβολία.
- Οδήγηση. Συμβαίνει όταν η θερμότητα μεταδίδεται από το ένα σώμα στο άλλο με διαφορετική θερμοκρασία μέσω απλής επαφής, χωρίς την εμφάνιση μετατόπιση της ύλης.
- Μεταγωγή. Εμφανίζεται μέσω της κίνησης του σωματίδια της ουσίας που μεταδίδει θερμότητα, άρα πρέπει να είναι πάντα ρευστό (υγρό ή αέριο), είτε με φυσική είτε με αναγκαστική κίνηση.
- Η ακτινοβολία. Εμφανίζεται όταν η θερμότητα μεταδίδεται μεταξύ δύο στερεός διαφορετικών θερμοκρασιών χωρίς κανένα σημείο επαφής ή στερεό αγωγό μεταξύ τους. Η θερμότητα μεταδίδεται με την εκπομπή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στο ταχύτητα του φωτός.
Μονάδες μέτρησης θερμικής αγωγιμότητας
Η θερμική αγωγιμότητα μετριέται, σύμφωνα με Διεθνές σύστημα, από τη σχέση W / (K.m), που W είναι watt, κ Κέλβιν και Μ, μέτρα. Αυτή η μονάδα είναι ισοδύναμη με Joules σε μέτρο ανά δευτερόλεπτο ανά Kelvin (J / m.s.K).
Μια θερμική αγωγιμότητα 1 watt ανά μέτρο ανά kelvin σημαίνει ότι ένα Joule (J) θερμότητας διαδίδεται μέσω ενός υλικού με επιφάνεια 1 m2 και πάχος 1 m, σε 1 δευτερόλεπτο, όταν η διαφορά μεταξύ των δύο ουσιών είναι 1K .
Παραδείγματα θερμικής αγωγιμότητας
Μερικά παραδείγματα θερμικής αγωγιμότητας είναι:
- Το ατσάλι. Με αγωγιμότητα από 47 έως 58 W / (K.m).
- Νερό. Με αγωγιμότητα 0,58 W / (K.m).
- Το αλκοόλ. Με αγωγιμότητα 0,16 W / (K.m).
- Το χάλκινο. Με αγωγιμότητα από 116 έως 140 W / (K.m).
- Ξυλεία. Με αγωγιμότητα 0,13 W / (K.m).
- Τιτάνιο. Με αγωγιμότητα 21,9 W / (K.m).
- Ο Ερμής. Με αγωγιμότητα 83,7 W / (K.m).
- Γλυκερίνη. Με αγωγιμότητα 0,29 W / (K.m).
- Φελλός. Με αγωγιμότητα από 0,03 έως 0,04 W / (K.m).
- Χρυσός. Με αγωγιμότητα 308,2 W / (K.m).
- Ο Μόλυβδος. Με αγωγιμότητα 35 W / (K.m).
- Το διαμάντι. Με αγωγιμότητα 2300 W / (K.m).
- Ποτήρι. Με αγωγιμότητα από 0,6 έως 1,0 W / (K.m).
- Λίθιο. Με αγωγιμότητα 301,2 W / (K.m).
- Η υγρή γη. Με αγωγιμότητα 0,8 W / (K.m).