siltumvadītspēja

Fizisks

2022

Mēs izskaidrojam, kas ir siltumvadītspēja un metodes, ko izmanto šis īpašums. Arī jūsu mērvienības un piemēri.

Siltumvadītspēja ir noteiktu materiālu īpašība, kas spēj pārraidīt siltumu.

Kas ir siltumvadītspēja?

Siltumvadītspēja ir noteiktu materiālu īpašība, kas spēj pārraidīt karstums, tas ir, ļaut šķērsot Kinētiskā enerģija tās molekulas uz citām blakus esošām vielām. Tas ir intensīvs lielums, apgriezts pret termisko pretestību (kas ir noteiktu materiālu pretestība siltuma pārnešanai caur to molekulas).

Šīs parādības izskaidrojums slēpjas faktā, ka materiālam uzkarstot, tā molekulas palielina tā kinētisko enerģiju, tas ir, palielina tā satraukumu. Tādējādi molekulas spēj dalīties ar šo papildu enerģiju, neizraisot kustības globāli jautājums (ar to, ka tas atšķiras no termiskās konvekcijasšķidrumi Ygāzes), šī jauda ir ļoti augsta metāli un nepārtrauktos ķermeņos, parasti un ļoti zemā līmenī polimēri un citi izolācijas materiāli, piemēram, stikla šķiedra.

Materiāla siltumvadītspēja tiek aprēķināta no koeficienta (saukta par λ), un tā ir atšķirīga atkarībā no tā molekulārās dabas. Šis aprēķins tiek veikts, pamatojoties uz šādu formulu:

λ = q / grad. T

kur kas ir siltuma plūsma uz vienību laikapstākļi un platība, ungrad.T ir gradients temperatūra.

Jo augstāka ir materiāla siltumvadītspēja, jo labāks tas būs siltuma vadītājs, un jo zemāka tā ir, jo materiāls būs izolējošāks. Temperatūra, konvekcija,elektrovadītspēja un materiāla fāzes izmaiņas ietekmē siltumvadītspējas koeficienta rezultātu.

Siltumvadīšanas metodes

Vadītspēja notiek, kad siltums tiek pārnests no viena ķermeņa uz otru kontakta ceļā.

Dabā ir trīs siltuma pārneses metodes: vadīšana, konvekcija un starojums.

  • Braukšana. Tas notiek, kad siltums tiek pārnests no viena ķermeņa uz citu ar atšķirīgu temperatūru vienkārša kontakta ceļā, nenotiekot pārvietošanās no matērijas.
  • Konvekcija. Tas notiek, pārvietojoties daļiņas viela, kas pārraida siltumu, tāpēc tai vienmēr jābūt šķidrumam (šķidrumam vai gāzei) vai nu ar dabisku vai piespiedu kustību.
  • Radiācija. Tas notiek, kad siltums tiek pārnests starp diviem ciets dažādas temperatūras bez saskares punkta vai cieta vadītāja starp tām. Siltums tiek pārraidīts elektromagnētisko viļņu emisijā uz gaismas ātrums.

Siltumvadītspējas mērvienības

Siltumvadītspēja tiek mērīta saskaņā ar Starptautiskā sistēma, no attiecības W/(K.m), kur W ir vati, K Kelvins un m, metri. Šī vienība ir līdzvērtīga džouliem uz metru sekundē uz kelvinu (J/m.s.K).

Siltumvadītspēja 1 vats uz metru uz kelvinu nozīmē, ka viens džouls (J) siltuma izplatās caur materiālu, kura virsmas laukums ir 1 m2 un biezums 1 m, 1 sekundē, ja starpība starp abām vielām ir 1 K. .

Siltumvadītspējas piemēri

Daži siltumvadītspējas piemēri ir:

  • Tērauds. Ar vadītspēju no 47 līdz 58 W / (K.m).
  • Ūdens. Ar vadītspēju 0,58 W / (K.m).
  • Alkohols. Ar vadītspēju 0,16 W / (K.m).
  • Bronza. Ar vadītspēju no 116 līdz 140 W / (K.m).
  • Kokmateriāli. Ar vadītspēju 0,13 W / (K.m).
  • Titāns. Ar vadītspēju 21,9 W / (K.m).
  • Merkurs. Ar vadītspēju 83,7 W / (K.m).
  • Glicerīns. Ar vadītspēju 0,29 W / (K.m).
  • Korķis. Ar vadītspēju no 0,03 līdz 0,04 W / (K.m).
  • Zelts. Ar vadītspēju 308,2 W / (K.m).
  • Svins. Ar vadītspēju 35 W / (K.m).
  • Dimants. Ar vadītspēju 2300 W / (K.m).
  • Stikls. Ar vadītspēju no 0,6 līdz 1,0 W / (K.m).
  • Litijs. Ar vadītspēju 301,2 W / (K.m).
  • Mitrā zeme. Ar vadītspēju 0,8 W / (K.m).
!-- GDPR -->