Теплопроводность

Мы объясним, что такое теплопроводность и какие методы используются для определения этого свойства. А также его единицы измерения и примеры
Теплопроводность – это свойство некоторых материалов передавать тепло

Что такое теплопроводность?

Теплопроводность – это свойство некоторых материалов передавать тепло , т.е. обеспечивать прохождение кинетической энергии от их молекул к другим соседним веществам. Это интенсивная величина, обратная тепловому сопротивлению (которое представляет собой сопротивление определенных материалов передаче тепла их молекулами

Объяснение этого явления заключается в том, что при нагревании материала его молекулы увеличивают свою кинетическую энергию, т.е. увеличивают свое возбуждение. Молекулы способны делиться этой дополнительной энергией, не вызывая глобальных движений материи (в этом отношении она отличается от тепловой конвекции жидкостей газов ), Эта способность очень высока у металлов и вообще у сплошных тел и очень низка у полимеров и других изоляционных материалов, таких как стекловолокно

Теплопроводность материала рассчитывается по коэффициенту (называемому λ) и отличается в зависимости от его молекулярной природы. Этот расчет производится по следующей формуле:

λ = q/grad.T

где q – тепловой поток на единицу времени и площади, а grad.T – градиент температуры

Чем выше теплопроводность материала, тем лучше он проводит тепло, а чем ниже теплопроводность, тем лучше он изолирует. Температура, конвекция, электропроводность и фазовые изменения материала – все это влияет на результат коэффициента теплопроводности

Методы теплопроводности

Кондукция происходит, когда тепло передается от одного тела к другому через контакт.

В природе существует три способа передачи тепла: проводимость, конвекция и излучение

• Проведение. Происходит, когда тепло передается от одного тела к другому с другой температурой посредством простого контакта, без какого-либо перемещения материи.
• конвекция. Она образуется в результате движения частиц вещества, передающего тепло, и поэтому всегда должна быть жидкостью (жидкостью или газом), будь то естественное или принудительное движение.
• радиация. Происходит, когда тепло передается между двумя твердыми телами разной температуры без точки контакта или проводящего твердого тела между ними. Тепло передается в излучении электромагнитных волн со скоростью света

Единицы измерения теплопроводности

Теплопроводность измеряется, согласно Международной системе , из соотношения Вт/(К.м) , где Вт – ватты, К – кельвины и м – метры. Эта единица эквивалентна Джоулям на метр в секунду на Кельвин (Дж/м.с. К)

Теплопроводность в 1 ватт на метр на кельвин означает, что один джоуль (Дж) тепла распространяется через материал площадью 1 м2 и толщиной 1 м за 1 секунду, когда разница между двумя веществами составляет 1 К

Примеры теплопроводности

Примерами теплопроводности являются:

• Сталь. С проводимостью от 47 до 58 Вт/(К.м).
• Вода. С проводимостью 0,58 Вт/(К.м).
• Алкоголь. С проводимостью 0,16 Вт/(К.м).
• бронза. С проводимостью от 116 до 140 Вт/(К.м).
• Wood . С проводимостью 0,13 Вт/(К.м).
• Титан. С проводимостью 21,9 Вт/(К.м).
• Mercury . С проводимостью 83,7 Вт/(К.м).
• глицерин. С проводимостью 0,29 Вт/(К.м).
• пробка. С проводимостью от 0,03 до 0,04 Вт/(К.м).
• золото. С проводимостью 308,2 Вт/(К.м).
• Свинец. С проводимостью 35 Вт/(К.м).
• алмаз. С проводимостью 2300 Вт/(К.м).
• Стекло. С проводимостью от 0,6 до 1,0 Вт/(К.м).
• Литий. С проводимостью 301,2 Вт/(К.м).
• влажная земля . С проводимостью 0,8 Вт/(К.м).