varmeledningsevne

Fysisk

2022

Vi forklarer, hvad termisk ledningsevne er, og de metoder, som denne egenskab bruger. Også dine måleenheder og eksempler.

Termisk ledningsevne er egenskaben af ​​visse materialer, der er i stand til at overføre varme.

Hvad er termisk ledningsevne?

Termisk ledningsevne er en egenskab ved visse materialer, der er i stand til at transmittere varme, det vil sige tillade passage af Kinetisk energi af dets molekyler til andre tilstødende stoffer. Det er en intensiv størrelse, omvendt til termisk resistivitet (som er visse materialers modstand mod transmission af varme gennem deres molekyler).

Forklaringen på dette fænomen ligger i, at når et materiale opvarmes, øger dets molekyler dets kinetiske energi, det vil sige, de øger dets omrøring. Molekylerne er altså i stand til at dele den ekstra energi uden at forårsage bevægelser global stof (ved at den adskiller sig fra den termiske konvektion afvæsker Ygasser), denne kapacitet er meget høj i metaller og i kontinuerlige kroppe, generelt, og meget lavt i polymerer og andre isoleringsmaterialer såsom glasfiber.

Et materiales termiske ledningsevne beregnes ud fra en koefficient (benævnt λ) og er forskellig afhængig af dets molekylære natur. Denne beregning er lavet ud fra følgende formel:

λ = q / grad. T

hvor hvad er varmestrømmen pr. enhed af vejr og område, oggrad.T er gradienten af temperatur.

Jo højere termisk ledningsevne et materiale har, jo bedre varmeleder vil det være, og jo lavere det er, jo mere isolerende vil materialet være. Temperatur, konvektion,elektrisk ledningsevne og materialets faseændringer påvirker alle resultatet af varmeledningskoefficienten.

Termiske ledningsmetoder

Overledning opstår, når varme overføres fra en krop til en anden gennem kontakt.

Der er tre metoder til varmetransmission i naturen: ledning, konvektion og stråling.

  • Kørsel. Det opstår, når varme overføres fra et legeme til et andet med en anden temperatur ved blot kontakt, uden at der opstår en forskydning af stof.
  • Konvektion. Det sker gennem bevægelse af partikler af stoffet, der overfører varme, så det skal altid være en væske (væske eller gas), enten ved naturlig eller tvungen bevægelse.
  • Strålingen. Det opstår, når varme overføres mellem to solid af forskellige temperaturer uden kontaktpunkt eller fast leder mellem dem. Varmen transmitteres i emission af elektromagnetiske bølger til lysets hastighed.

Måleenheder for termisk ledningsevne

Termisk ledning måles iflg Internationalt system, fra forholdet W / (K.m), hvor W er watt, K kelvin og m, meter. Denne enhed svarer til Joule på meter per sekund per Kelvin (J / m.s.K).

En termisk ledningsevne på 1 watt pr. meter pr. kelvin betyder, at en Joule (J) varme forplanter sig gennem et materiale med et overfladeareal på 1m2 og en tykkelse på 1m på 1 sekund, når forskellen mellem de to stoffer er 1K .

Eksempler på varmeledningsevne

Nogle eksempler på termisk ledningsevne er:

  • Stålet. Med en ledningsevne på 47 til 58 W / (K.m).
  • Vand. Med en ledningsevne på 0,58 W / (K.m).
  • Alkoholen. Med en ledningsevne på 0,16 W / (K.m).
  • Bronzen. 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).
  • Glycerin. Med en ledningsevne på 0,29 W / (K.m).
  • Kork. Med en ledningsevne på 0,03 til 0,04 W / (K.m).
  • Guld. Med en ledningsevne på 308,2 W / (K.m).
  • Føringen. Med en ledningsevne på 35 W / (K.m).
  • Diamanten. Med en ledningsevne på 2300 W / (K.m).
  • Glas. Med en ledningsevne på 0,6 til 1,0 W / (K.m).
  • Lithium. Med en ledningsevne på 301,2 W / (K.m).
  • Den våde jord. Med en ledningsevne på 0,8 W / (K.m).
!-- GDPR -->