tepelná vodivosť

Fyzický

2022

Vysvetľujeme, čo je tepelná vodivosť a metódy, ktoré táto vlastnosť používa. Tiež vaše merné jednotky a príklady.

Tepelná vodivosť je vlastnosť určitých materiálov schopných prenášať teplo.

Čo je tepelná vodivosť?

Tepelná vodivosť je vlastnosť určitých materiálov schopných prenášať teplo, to znamená umožniť prechod Kinetická energia jeho molekúl na iné susedné látky. Je to intenzívna veličina, inverzná k tepelnému odporu (čo je odpor určitých materiálov voči prenosu tepla cez ich molekuly).

Vysvetlenie tohto javu spočíva v tom, že keď sa materiál zohreje, jeho molekuly zvýšia svoju kinetickú energiu, teda zvýšia jeho rozrušovanie. Molekuly sú teda schopné zdieľať túto energiu navyše bez toho, aby to spôsobilo pohyby globálne záležitosť (tým, že sa líši od tepelnej konvekciekvapaliny Yplynov), pričom táto kapacita je veľmi vysoká kovy a v spojitých telesách všeobecne a s veľmi nízkym obsahom polyméry a iné izolačné materiály, ako je sklolaminát.

Tepelná vodivosť materiálu sa vypočítava z koeficientu (označovaného ako λ) a líši sa v závislosti od jeho molekulárnej povahy. Tento výpočet sa robí na základe nasledujúceho vzorca:

λ = q / grad. T

kde čo je tepelný tok na jednotku počasie a oblasť agrad.T je gradient teplota.

Čím vyššia je tepelná vodivosť materiálu, tým lepší bude vodič tepla a čím je nižšia, tým bude materiál izolujúcejší. Teplota, konvekcia,elektrická vodivosť a fázové zmeny materiálu ovplyvňujú výsledok koeficientu tepelnej vodivosti.

Metódy vedenia tepla

K vodivosti dochádza, keď sa teplo prenáša z jedného tela do druhého prostredníctvom kontaktu.

V prírode existujú tri spôsoby prenosu tepla: vedenie, prúdenie a žiarenie.

  • Šoférovanie. Vzniká vtedy, keď sa teplo prenáša z jedného telesa na druhé s inou teplotou obyčajným kontaktom, bez toho, aby došlo k a posunutie hmoty.
  • Konvekcia. Vyskytuje sa prostredníctvom pohybu častice látky, ktorá prenáša teplo, tak to musí byť vždy tekutina (kvapalina alebo plyn), a to buď prirodzeným alebo núteným pohybom.
  • Žiarenie. Vyskytuje sa pri prenose tepla medzi dvoma pevný rôznych teplôt bez akéhokoľvek dotykového bodu alebo pevného vodiča medzi nimi. Teplo sa prenáša emisiou elektromagnetických vĺn do rýchlosť svetla.

Jednotky merania tepelnej vodivosti

Tepelná vodivosť sa meria podľa Medzinárodný systém, zo vzťahu W / (K.m), kde W sú watty, K kelvin a m, metre. Táto jednotka je ekvivalentná joulom na meter za sekundu na Kelvin (J / m.s.K).

Tepelná vodivosť 1 watt na meter na kelvin znamená, že jeden Joule (J) tepla sa šíri materiálom s povrchom 1 m2 a hrúbkou 1 m za 1 sekundu, keď je rozdiel medzi týmito dvoma látkami 1 K. .

Príklady tepelnej vodivosti

Niektoré príklady tepelnej vodivosti sú:

  • Oceľ. S vodivosťou 47 až 58 W / (K.m).
  • Voda. S vodivosťou 0,58 W / (K.m).
  • Alkohol. S vodivosťou 0,16 W / (K.m).
  • Ten bronz. S vodivosťou 116 až 140 W / (K.m).
  • Drevo. S vodivosťou 0,13 W / (K.m).
  • titán. S vodivosťou 21,9 W / (K.m).
  • Merkúr. S vodivosťou 83,7 W / (K.m).
  • Glycerín. S vodivosťou 0,29 W / (K.m).
  • Cork. S vodivosťou 0,03 až 0,04 W / (K.m).
  • Zlato. S vodivosťou 308,2 W / (K.m).
  • Vedúci. S vodivosťou 35 W / (K.m).
  • Diamant. S vodivosťou 2300 W / (K.m).
  • sklo. S vodivosťou 0,6 až 1,0 W / (K.m).
  • Lítium. S vodivosťou 301,2 W / (K.m).
  • Vlhká zem. S vodivosťou 0,8 W / (K.m).
!-- GDPR -->