warmtegeleiding

Fysiek

2022

We leggen uit wat thermische geleidbaarheid is en de methoden die deze eigenschap gebruikt. Ook uw maateenheden en voorbeelden.

Thermische geleidbaarheid is de eigenschap van bepaalde materialen die warmte kunnen overbrengen.

Wat is thermische geleidbaarheid?

Thermische geleidbaarheid is een eigenschap van bepaalde materialen die in staat zijn om de warmte, dat wil zeggen, de doorgang van de toestaan Kinetische energie van zijn moleculen naar andere aangrenzende stoffen. Het is een intensieve grootte, omgekeerd aan de thermische weerstand (de weerstand van bepaalde materialen tegen de overdracht van warmte door hun moleculen).

De verklaring voor dit fenomeen ligt in het feit dat wanneer een materiaal opwarmt, zijn moleculen zijn kinetische energie verhogen, dat wil zeggen, ze verhogen de agitatie. De moleculen zijn dan in staat om die extra energie te delen zonder te veroorzaken bewegingen globaal materie (in die zin dat het verschilt van de thermische convectie van devloeistoffen jagassen), deze capaciteit is zeer hoog in de metalen en in continue lichamen, in het algemeen, en zeer laag in polymeren en andere isolatiematerialen zoals glasvezel.

De thermische geleidbaarheid van een materiaal wordt berekend op basis van een coëfficiënt (aangeduid als λ) en verschilt afhankelijk van de moleculaire aard ervan. Deze berekening wordt gemaakt op basis van de volgende formule:

λ = q / grad. t

waar wat is de warmtestroom per eenheid van weer en gebied, engrad.T is de gradiënt van temperatuur-.

Hoe hoger de thermische geleidbaarheid van een materiaal, hoe beter een warmtegeleider het zal zijn, en hoe lager het is, hoe meer isolerend het materiaal zal zijn. Temperatuur, convectie,elektrische geleidbaarheid en de faseveranderingen van het materiaal beïnvloeden allemaal het resultaat van de thermische geleidbaarheidscoëfficiënt.

Thermische geleidingsmethoden:

Geleiding vindt plaats wanneer warmte door contact van het ene lichaam naar het andere wordt overgedragen.

Er zijn drie methoden van warmteoverdracht in de natuur: geleiding, convectie en straling.

  • Het rijden. Het treedt op wanneer warmte wordt overgedragen van het ene lichaam naar het andere met een andere temperatuur door louter contact, zonder het optreden van een verplaatsing van materie.
  • Convectie. Het gebeurt door de beweging van deeltjes van de stof die warmte overdraagt, dus het moet altijd een vloeistof (vloeistof of gas) zijn, hetzij door natuurlijke of geforceerde beweging.
  • De straling. Het treedt op wanneer warmte wordt overgedragen tussen twee stevig van verschillende temperaturen zonder enig contactpunt of vaste geleider ertussen. De warmte wordt overgedragen in emissie van elektromagnetische golven naar de lichtsnelheid.

Meeteenheden voor thermische geleidbaarheid

Warmtegeleiding wordt gemeten volgens: internationaal systeem, uit de relatie W / (Km), waar W zijn watt, K Kelvin en m, meter. Deze eenheid is gelijk aan Joule op meter per seconde per Kelvin (J / m.s.K).

Een warmtegeleidingsvermogen van 1 watt per meter per kelvin betekent dat één Joule (J) warmte zich door een materiaal met een oppervlakte van 1m2 en een dikte van 1m voortplant in 1 seconde, wanneer het verschil tussen de twee stoffen 1K is .

Voorbeelden van thermische geleidbaarheid

Enkele voorbeelden van thermische geleidbaarheid zijn:

  • Het staal. Met een geleidbaarheid van 47 tot 58 W / (K.m).
  • Water. Met een geleidbaarheid van 0,58 W / (K.m).
  • De alcohol. Met een geleidbaarheid van 0,16 W / (K.m).
  • Het brons. Met een geleidbaarheid van 116 tot 140 W / (K.m).
  • Hout. Met een geleidbaarheid van 0,13 W / (K.m).
  • Titanium. Met een geleidbaarheid van 21,9 W / (K.m).
  • De Mercurius. Met een geleidbaarheid van 83,7 W / (K.m).
  • Glycerine. Met een geleidbaarheid van 0,29 W / (K.m).
  • Kurk. Met een geleidbaarheid van 0,03 tot 0,04 W / (K.m).
  • Goud. Met een geleidbaarheid van 308,2 W / (K.m).
  • De leiding. Met een geleidbaarheid van 35 W / (K.m).
  • De diamant. Met een geleidbaarheid van 2300 W / (K.m).
  • Glas. Met een geleidbaarheid van 0,6 tot 1,0 W / (K.m).
  • Lithium. Met een geleidbaarheid van 301,2 W / (K.m).
  • De natte aarde. Met een geleidbaarheid van 0,8 W / (K.m).
!-- GDPR -->