Termisk ledningsevne
Vi forklarer dig, hvad den termiske ledningsevne er, og hvilke metoder der bruges af denne egenskab. Derudover dens måleenheder og eksempler.
Hvad er den termiske ledningsevne?
Der er tale om termisk ledningsevne for at henvise til en egenskab af visse materialer, der er i stand til at overføre varme, det vil sige tillade passage af kinetisk energi fra deres molekyler til andre. tilstødende stoffer. Det er en intensiv styrke, omvendt til den termiske resistivitet, hvilket logisk nok er resistensen af visse materialer mod transmission af varme med deres molekyler.
Forklaringen på dette fænomen er, at når et materiale opvarmes, får dets molekyler en ekstra kinetisk energi, der øger deres omrøring. Molekyler er derfor i stand til at dele den ekstra energi uden at forårsage global bevægelse af stof (i det at den adskiller sig fra den termiske konvektion af væsker og gasser), denne kapacitet er meget høj i metaller og i kontinuerlige legemer generelt og meget lav i polymerer og andre isolerende materialer, såsom glasfiber.
Således beregnes det termiske ledningsevne af et materiale ud fra en koefficient (benævnt λ) og er forskellig afhængigt af molekylærheden af hvert specifikt materiale. Denne beregning foretages på baggrund af følgende formel:
λ = [Ligning] / [Ligning]
Hvor 'q er varmefluxen pr. Enhed af tid og område, og [Ligning] er temperaturgradienten. Jo højere den termiske ledningsevne for et materiale er, desto bedre varmeledning vil resultere, og jo lavere, det vil sige, materialet vil være mere isolerende. Temperatur, konvektion, elektrisk ledningsevne og faseændringer af materialet påvirker alle resultatet af koefficienten for varmeledningsevne.
Se også: Termometer.
Termiske ledningsmetoder
Der er tre metoder til varmeoverførsel i naturen: ledning, konvektion og stråling.
- Ledning : opstår, når varme overføres fra et legeme til et andet ved en anden temperatur gennem ren kontakt uden en forskydning af stof.
- Konvektion : Det sker gennem bevægelse af partikler i stoffet, der overfører varme, så det skal altid være en væske (væske eller gas), enten ved naturlig eller tvungen bevægelse.
- Stråling : Forekommer, når der overføres varme mellem to faste stoffer med forskellige temperaturer uden noget kontaktpunkt eller ledende fast stof imellem dem. Varme overføres ved udsendelse af elektromagnetiske bølger med lysets hastighed.
Måleenheder for varmeledningsevne
Termisk ledning måles ifølge det internationale system ud fra forholdet W / (km), der svarer til enheder med Joules pr. Meter pr. Sekund pr. Kelvin (J / msK).
En termisk ledningsevne på 1 watt pr. Meter og Kelvin betyder således, at en juli (J) af varme spreder sig gennem et overflademateriale på 1m2 og en tykkelse på 1 m, på 1 sekund, når forskellen mellem begge stoffer er 1k.
Eksempler på varmeledningsevne
Nogle eksempler på varmeledningsevne er:
- Stål med en konduktivitet på 47 til 58 W / (km).
- Vand med en konduktivitet på 0, 58 W / (km).
- Alkohol med en ledningsevne på 0, 16 W / (km).
- Bronzen, med en ledningsevne på 116 til 140 W / (km).
- Træ med en konduktivitet på 0, 13 W / (km).
- Titanium med en ledningsevne på 21, 9 W / (km).
- Kviksølv, med en ledningsevne på 83, 7 W / (km).
- Glycerin, med en ledningsevne på 0, 29 W / (km).
- Korkken med en konduktivitet på 0, 03 til 0, 04 W / (km).
- Guld, med en ledningsevne på 308, 2 W / (km).
- Lead, med en konduktivitet på 35 W / (km).
- Diamanten, med en ledningsevne på 2300 W / (km).
- Glasset med en ledningsevne på 0, 6 til 1, 0 W / (km).
- Lithium, med en ledningsevne på 301, 2 W / (km).
- Den fugtige jord, med en ledningsevne på 0, 8 W / (km).
