termisk ledningsevne

Fysisk

2022

Vi forklarer hva termisk ledningsevne er og metodene som denne egenskapen bruker. Også dine måleenheter og eksempler.

Termisk ledningsevne er egenskapen til visse materialer som er i stand til å overføre varme.

Hva er termisk ledningsevne?

Termisk ledningsevne er en egenskap til visse materialer som er i stand til å overføre varme, det vil si tillate passering av Kinetisk energi av dets molekyler til andre tilstøtende stoffer. Det er en intensiv størrelse, invers til termisk resistivitet (som er motstanden til visse materialer mot overføring av varme gjennom deres molekyler).

Forklaringen på dette fenomenet ligger i det faktum at når et materiale varmes opp, øker molekylene dens kinetiske energi, det vil si at de øker omrøringen. Molekylene er da i stand til å dele den ekstra energien uten å forårsake bevegelser global saken (ved at den skiller seg fra den termiske konveksjonen tilvæsker Ygasser), denne kapasiteten er svært høy i metaller og i kontinuerlige kropper, generelt, og veldig lavt i polymerer og andre isolasjonsmaterialer som glassfiber.

Den termiske ledningsevnen til et materiale beregnes fra en koeffisient (referert til som λ) og er forskjellig avhengig av dets molekylære natur. Denne beregningen er gjort basert på følgende formel:

λ = q / grad. T

hvor hva er varmefluksen per enhet av vær og område, oggrad.T er gradienten til temperatur.

Jo høyere termisk ledningsevne et materiale har, jo bedre varmeleder vil det være, og jo lavere det er, jo mer isolerende vil materialet være. Temperatur, konveksjon,elektrisk ledningsevne og faseendringene til materialet påvirker alle resultatet av koeffisienten for varmeledningsevne.

Termiske ledningsmetoder

Ledning skjer når varme overføres fra en kropp til en annen gjennom kontakt.

Det er tre metoder for varmeoverføring i naturen: ledning, konveksjon og stråling.

  • Kjøring. Det oppstår når varme overføres fra en kropp til en annen med en annen temperatur gjennom ren kontakt, uten at det oppstår en forskyvning av materie.
  • Konveksjon. Det skjer gjennom bevegelse av partikler av stoffet som overfører varme, så det må alltid være en væske (væske eller gass), enten ved naturlig eller tvungen bevegelse.
  • Strålingen. Det oppstår når varme overføres mellom to fast av forskjellige temperaturer uten noe kontaktpunkt eller solid leder mellom dem. Varmen overføres i emisjon av elektromagnetiske bølger til lysets hastighet.

Måleenheter for varmeledningsevne

Varmeledning måles iht Internasjonalt system, fra forholdet W / (K.m), hvor W er watt, K kelvin og m, meter. Denne enheten tilsvarer Joule på meter per sekund per Kelvin (J / m.s.K).

En termisk ledningsevne på 1 watt per meter per kelvin betyr at en Joule (J) varme forplanter seg gjennom et materiale med et overflateareal på 1m2 og en tykkelse på 1m, på 1 sekund, når forskjellen mellom de to stoffene er 1K .

Eksempler på varmeledningsevne

Noen eksempler på termisk ledningsevne er:

  • Stålet. Med en ledningsevne på 47 til 58 W / (K.m).
  • Vann. Med en ledningsevne på 0,58 W / (K.m).
  • Alkoholen. Med en ledningsevne på 0,16 W / (K.m).
  • Bronsen. Med en ledningsevne på 116 til 140 W / (K.m).
  • Tømmer. Med en ledningsevne på 0,13 W / (K.m).
  • Titanium. Med en ledningsevne på 21,9 W / (K.m).
  • Merkur. Med en ledningsevne på 83,7 W / (K.m).
  • Glyserin. Med en ledningsevne på 0,29 W / (K.m).
  • Kork. Med en ledningsevne på 0,03 til 0,04 W / (K.m).
  • Gull. Med en ledningsevne på 308,2 W / (K.m).
  • Ledelsen. Med en ledningsevne på 35 W / (K.m).
  • Diamanten. Med en ledningsevne på 2300 W / (K.m).
  • Glass. Med en ledningsevne på 0,6 til 1,0 W / (K.m).
  • Litium. Med en ledningsevne på 301,2 W / (K.m).
  • Den våte jorden. Med en ledningsevne på 0,8 W / (K.m).
!-- GDPR -->