lämmönjohtokyky

Fyysinen

2022

Selitämme mitä lämmönjohtavuus on ja mitä menetelmiä tämä ominaisuus käyttää. Myös mittayksiköt ja esimerkit.

Lämmönjohtavuus on tiettyjen materiaalien ominaisuus, joka pystyy siirtämään lämpöä.

Mikä on lämmönjohtavuus?

Lämmönjohtavuus on tiettyjen materiaalien ominaisuus, joka pystyy siirtämään lämpöä lämpöä, eli salli tunnuksen läpikulku Kineettinen energia sen molekyyleistä muihin vierekkäisiin aineisiin. Se on intensiivinen suuruusluokka, käänteinen lämpöresistanssille (joka on tiettyjen materiaalien vastustuskyky lämmön siirtymiselle niiden läpi. molekyylejä).

Ilmiön selitys on siinä, että kun materiaali lämpenee, sen molekyylit lisäävät sen liike-energiaa eli lisäävät sen kiihtymistä. Molekyylit pystyvät sitten jakamaan tämän ylimääräisen energian aiheuttamatta sitä liikkeet maailmanlaajuisesti asia (sillä se eroaa lämpökonvektiostanesteitä Ykaasut), tämä kapasiteetti on erittäin korkea metallit ja jatkuvissa kappaleissa, yleensä ja hyvin matalalla polymeerit ja muut eristysmateriaalit, kuten lasikuitu.

Materiaalin lämmönjohtavuus lasketaan kertoimesta (jota kutsutaan nimellä λ) ja se on erilainen riippuen sen molekyyliluonteesta. Tämä laskelma tehdään seuraavan kaavan perusteella:

λ = q / grad. T

missä mitä on lämpövirta yksikköä kohti sää ja alue jagrad.T on gradientti lämpötila.

Mitä korkeampi materiaalin lämmönjohtavuus on, sitä parempi lämmönjohdin se on, ja mitä pienempi se on, sitä eristävämpi materiaali on. Lämpötila, konvektio,sähkönjohtavuus ja materiaalin vaihemuutokset vaikuttavat kaikki lämmönjohtavuuskertoimen tulokseen.

Lämmönjohtamismenetelmät

Johtuminen tapahtuu, kun lämpö siirtyy kehosta toiseen kosketuksen kautta.

Luonnossa on kolme lämmönsiirtomenetelmää: johtuminen, konvektio ja säteily.

  • Ajo. Se tapahtuu, kun lämpö siirtyy kehosta toiseen, jonka lämpötila on erilainen pelkän kosketuksen kautta ilman siirtymä aineesta.
  • Konvektio. Se tapahtuu liikkeen kautta hiukkasia lämpöä siirtävästä aineesta, joten sen on aina oltava nestettä (nestettä tai kaasua), joko luonnollisella tai pakotetulla liikkeellä.
  • Säteily. Se tapahtuu, kun lämpö siirtyy kahden välillä kiinteä eri lämpötiloissa ilman kosketuspistettä tai kiinteää johdinta niiden välillä. Lämpö siirtyy sähkömagneettisten aaltojen säteilynä valonnopeus.

Lämmönjohtavuuden mittayksiköt

Lämmönjohtavuus mitataan mukaan Kansainvälinen järjestelmä, suhteesta L / (K.m), missä W ovat wattia, K kelvin ja m, metriä. Tämä yksikkö vastaa joulea metriä sekunnissa per kelvin (J / m.s.K).

Lämmönjohtavuus 1 watti metriä kohti kelviniä kohti tarkoittaa, että yksi joule (J) lämpöä etenee materiaalin läpi, jonka pinta-ala on 1 m2 ja paksuus 1 m, 1 sekunnissa, kun näiden kahden aineen välinen ero on 1K .

Esimerkkejä lämmönjohtavuudesta

Joitakin esimerkkejä lämmönjohtavuudesta ovat:

  • Teräs. Johtavuus on 47 - 58 W / (K.m).
  • Vesi. Johtavuus 0,58 W / (K.m).
  • Alkoholi. Johtavuus 0,16 W / (K.m).
  • Pronssi. Johtavuus on 116 - 140 W / (K.m).
  • Puutavaraa. Johtavuuden ollessa 0,13 W / (K.m).
  • Titaani. Johtavuus 21,9 W / (K.m).
  • Merkurius. Johtavuus 83,7 W / (K.m).
  • Glyseriini. Johtavuus 0,29 W / (K.m).
  • Korkki. Johtavuus on 0,03 - 0,04 W / (K.m).
  • Kulta. Johtokyvyllä 308,2 W / (K.m).
  • Johto. Johtokyvyllä 35 W / (K.m).
  • Timantti. Johtavuus 2300 W / (K.m).
  • Lasi. Johtavuus on 0,6 - 1,0 W / (K.m).
  • Litium. Johtokyvyllä 301,2 W / (K.m).
  • Märkä maa. Johtavuus 0,8 W / (K.m).
!-- GDPR -->