Soojusjuhtivus

Selgitame teile, mis on soojusjuhtivus ja milliseid meetodeid see omadus kasutab. Lisaks selle mõõtühikud ja näited.

1. Mis on soojusjuhtivus?

Soojusjuhtivusest räägitakse teatud materjalide omadustest, mis on võimelised soojust edastama, st võimaldavad kineetilist energiat oma molekulidest teistele edasi anda. külgnevad ained. See on intensiivne suurus, vastupidiselt soojustakistusele, mis on loogiliselt teatud materjalide vastupidavus soojusülekandele nende molekulide poolt.

Selle nähtuse selgitus on, et materjali kuumutamisel saavad selle molekulid täiendava kineetilise energia, mis suurendab nende ärritust. Molekulid on siis võimelised seda lisaenergiat jagama, põhjustamata aine globaalseid liikumisi (kuna see erineb vedelike ja gaaside soojuskonvektsioonist), see võime on väga suur metallides ja üldiselt keevdetailides ning väga madal polümeerides ja muudes isoleerivates materjalides nagu klaaskiud.

Seega arvutatakse materjali soojusjuhtivus koefitsiendist (viidatakse kui λ) ja see on erinev sõltuvalt iga konkreetse materjali molekulaarsest olemusest. Selle arvutuse aluseks on järgmine valem:

λ = [võrrand] / [võrrand]

Kus 'q on soojusvoog ajaühiku ja pindala kohta ning [Võrrand] on temperatuurigradient. Mida suurem on materjali soojusjuhtivus, seda parem on soojusjuhtivus ja seda madalam on materjal isoleerivam. Materjali temperatuur, konvektsioon, elektrijuhtivus ja faasimuutused mõjutavad kõik soojusjuhtivuse koefitsiendi tulemust.

Vt ka: Termomeeter.

1. Soojusjuhtivuse meetodid

Looduses on kolm soojusülekande meetodit: juhtivus, konvektsioon ja kiirgus.

• Juhtivus : ilmneb soojuse edastamisel kehast teise temperatuuril erineva temperatuuriga ainuüksi kontakti kaudu, ilma aine ümberpaigutamiseta.
• Konvektsioon : see toimub soojust edastava aine osakeste liikumise kaudu, seepärast peab see alati olema vedelik (vedelik või gaas), kas loodusliku või sunnitud liikumise teel.
• Kiirgus : toimub soojuse edastamisel kahe erineva temperatuuriga tahke aine vahel, mille vahel puudub kontaktpunkt või juhtiv tahke aine. Soojust edastatakse elektromagnetiliste lainete emissioonil valguse kiirusel.

1. Soojusjuhtivuse mõõtühikud

Soojusjuhtivust mõõdetakse rahvusvahelise süsteemi kohaselt suhte W / (Km) kaudu, mis on ühikutes ekvivalentne džaulidega meetri kohta sekundis Kelvini kohta (J / msK).

Seega tähendab soojusjuhtivus 1 vatti meetri kohta ja Kelvinit, et juuli (J) soojusenergia levib 1 m2 pinnaga ja 1 m paksuse pinnaga materjaliga ühe sekundi jooksul, kui nende kahe aine erinevus on suurem. 1K

1. Soojusjuhtivuse näited

Mõned soojusjuhtivuse näited on:

• Teras juhtivusega 47–58 W / (km).
• Vesi juhtivusega 0, 58 W / (Km).
• Alkohol, juhtivusega 0, 16 W / (km).
• Pronks juhtivusega 116–140 W / (km).
• Puit, mille juhtivus on 0, 13 W / (Km).
• Titaan, juhtivusega 21, 9 W / (Km).
• Elavhõbe, juhtivusega 83, 7 W / (Km).
• Glütseriin, juhtivusega 0, 29 W / (Km).
• Kork juhtivusega 0, 03–0, 04 W / (Km).
• Kuld, juhtivusega ≤ 308, 2 W / (km).
• Plii, juhtivusega 35 W / (Km).
• Teemant juhtivusega ≤2300 W / (Km).
• Klaas juhtivusega 0, 6 kuni 1, 0 W / (Km).
• Liitium, juhtivusega 301, 2 W / (Km).
• Niiske maa, juhtivusega ≤0, 8 W / (Km).