Lämmönjohtavuus

Selitämme sinulle, mikä on lämmönjohtavuus ja menetelmät, joita tämä ominaisuus käyttää. Lisäksi sen mittayksiköt ja esimerkit.

1. Mikä on lämmönjohtavuus?

Lämmönjohtavuudesta puhutaan viittaamalla tiettyjen materiaalien ominaisuuteen, joka kykenee siirtämään lämpöä, toisin sanoen sallimaan kineettisen energian kulkemisen molekyyleistään muille. vierekkäiset aineet. Se on voimakas, käänteinen lämpövastukselle, mikä on loogisesti tiettyjen materiaalien vastustuskyky lämmön siirtymiselle niiden molekyyleillä.

Tämän ilmiön selitys on, että kun materiaalia kuumennetaan, sen molekyylit saavat ylimääräisen kineettisen energian, joka lisää niiden sekoittumista. Molekyylit kykenevät siis jakamaan tuon ylimääräisen energian aiheuttamatta aineen maailmanlaajuisia liikkeitä (siinä, että se eroaa nesteiden ja kaasujen lämmön konvektiosta), tämä kapasiteetti on erittäin suuri metalleissa ja yleensä jatkuvissa kappaleissa ja erittäin pieni polymeereissä ja muissa eristeissä, kuten lasikuitussa.

Siten materiaalin lämmönjohtavuus lasketaan kertoimesta (nimeltään λ) ja se on erilainen riippuen kunkin tietyn materiaalin molekyylin luonteesta. Tämä laskelma perustuu seuraavaan kaavaan:

λ = [yhtälö] / [yhtälö]

Missä 'q on lämpövirta aika- ja pinta-alayksikköä kohti ja [yhtälö] lämpötilagradientti. Mitä suurempi materiaalin lämmönjohtavuus on, sitä parempi lämmönjohdin johtaa, ja mitä pienempi on, sitä materiaali on eristävämpi. Materiaalin lämpötila, konvektio, sähkönjohtavuus ja vaihemuutokset vaikuttavat kaikki lämmönjohtavuuskerroimen tulokseen.

Katso myös: Lämpömittari.

1. Lämmönjohtamismenetelmät

Luonnossa on kolme lämmönsiirtomenetelmää: johtavuus, konvektio ja säteily.

• Johtavuus : tapahtuu, kun lämpö siirtyy kehosta toiseen eri lämpötilassa pelkän kosketuksen kautta, ilman aineen siirtymistä.
• Konvektio : Se tapahtuu lämmön siirtävien ainehiukkasten liikkumisen kautta, joten sen on aina oltava nestettä (nestettä tai kaasua), joko luonnollisella tai pakotetulla liikkeellä.
• Säteily : Tapahtuu, kun lämpö siirtyy kahden eri lämpötilan kiinteän aineen välillä ilman mitään kosketuspistettä tai johtavaa kiinteää ainetta niiden välillä. Lämpö siirtyy sähkömagneettisten aaltojen säteilyssä valon nopeudella.

1. Lämmönjohtavuuden mittayksiköt

Lämmönjohtavuus mitataan kansainvälisen järjestelmän mukaan suhteesta W / (Km), joka vastaa yksikköinä yksikköä džouleina metriä sekunnissa / Kelvin (J / msK).

Siten lämmönjohtavuus 1 wattia metriä kohti ja Kelvin tarkoittaa, että heinäkuun (J) lämpöä leviää 1m2: n pintamateriaalin ja 1m: n paksuisen materiaalin läpi 1 sekunnissa, kun ero molempien aineiden välillä on 1k.

1. Esimerkkejä lämmönjohtavuudesta

Joitakin esimerkkejä lämmönjohtavuudesta ovat:

• Teräs, johtokykyllä ​​47 - 58 W / (km).
• Vesi, jonka johtavuus on 0, 58 W / (Km).
• Alkoholi, jonka johtavuus on 0, 16 W / (Km).
• Pronssi, johtokykyllä ​​116 - 140 W / (km).
• Puu, jonka johtavuus on 0, 13 W / (Km).
• Titaani, johtokyky 21, 9 W / (Km).
• Elohopea, johtokykyllä ​​83, 8 (W).
• Glyseriini, jonka johtavuus on 0, 22, 9 W / (Km).
• Korkki, jonka johtavuus on 0, 03 - 0, 04 W / (Km).
• Kulta, johtavuudella 308, 2 W / (km).
• Lyijy, johtokykyllä ​​ 35 W / (Km).
• Timantti, jonka johtavuus on2300 W / (Km).
• Lasi, jonka johtavuus on 0, 6 - 1, 0 W / (Km).
• Litium, johtokykyllä301, 2 W / (Km).
• Kostea maa, jonka johtavuus on 0, 8 W / (Km).