šilumos laidumas

Fizinis

2022

Mes paaiškiname, kas yra šilumos laidumas ir kokius metodus taiko ši savybė. Taip pat jūsų matavimo vienetai ir pavyzdžiai.

Šilumos laidumas yra tam tikrų medžiagų, galinčių perduoti šilumą, savybė.

Kas yra šilumos laidumas?

Šilumos laidumas yra tam tikrų medžiagų savybė, galinti perduoti karštis, tai yra, leisti praeiti Kinetinė energija jo molekulių į kitas gretimas medžiagas. Tai intensyvus dydis, atvirkštinis šiluminei varžai (tai yra tam tikrų medžiagų atsparumas šilumos perdavimui per jų molekules).

Šio reiškinio paaiškinimas slypi tuo, kad kai medžiaga įkaista, jos molekulės padidina jos kinetinę energiją, tai yra, padidina jos susijaudinimą. Tada molekulės gali dalytis ta papildoma energija, nesukeldamos judesiai globalus reikalas (tuo, kad ji skiriasi nuo šiluminės konvekcijosskysčių Ydujų), šis pajėgumas yra labai didelis metalai ir ištisiniuose kūnuose, paprastai ir labai žemai polimerai ir kitos izoliacinės medžiagos, pavyzdžiui, stiklo pluoštas.

Medžiagos šilumos laidumas apskaičiuojamas pagal koeficientą (vadinamas λ) ir skiriasi priklausomai nuo jos molekulinės prigimties. Šis skaičiavimas atliekamas pagal šią formulę:

λ = q / grad. T

kur ką yra šilumos srautas, tenkantis vienetui oras ir plotas, irdiplomas.T yra gradientas temperatūros.

Kuo didesnis medžiagos šilumos laidumas, tuo jis bus geresnis šilumos laidininkas, o kuo mažesnis, tuo medžiaga bus izoliacinė. Temperatūra, konvekcija,elektros laidumas o medžiagos fazių pokyčiai įtakoja šilumos laidumo koeficiento rezultatą.

Šilumos laidumo metodai

Laidumas atsiranda, kai šiluma per kontaktą perduodama iš vieno kūno į kitą.

Gamtoje yra trys šilumos perdavimo būdai: laidumas, konvekcija ir spinduliavimas.

  • Vairuoja. Tai įvyksta, kai šiluma perduodama iš vieno kūno į kitą, kurio temperatūra yra skirtinga per tiesioginį kontaktą, nevykstant poslinkis materijos.
  • Konvekcija. Tai atsiranda judant dalelės šilumą perduodančios medžiagos, todėl ji visada turi būti skystis (skystis arba dujos) natūraliu arba priverstiniu judėjimu.
  • Radiacija. Tai atsiranda, kai šiluma perduodama tarp dviejų kietas skirtingų temperatūrų be jokio sąlyčio taško ar kieto laidininko tarp jų. Šiluma perduodama elektromagnetinėmis bangomis į šviesos greitis.

Šilumos laidumo matavimo vienetai

Šilumos laidumas matuojamas pagal Tarptautinė sistema, iš santykio W / (K.m), kur W yra vatai, K kelvinas ir m, metrai. Šis vienetas atitinka džaulius metre per sekundę vienam kelvinui (J / m.s.K).

1 vatas vienam metrui vienam kelvinui šilumos laidumo koeficientas reiškia, kad per 1 sekundę per 1 m2 paviršiaus ir 1 m storio medžiagą pasklinda vienas Džaulis (J) šilumos, kai skirtumas tarp dviejų medžiagų yra 1K. .

Šilumos laidumo pavyzdžiai

Kai kurie šilumos laidumo pavyzdžiai:

  • Plienas. Kurių laidumas nuo 47 iki 58 W / (K.m).
  • Vanduo. Kai laidumas yra 0,58 W / (K.m).
  • Alkoholis. Kai laidumas yra 0,16 W / (K.m).
  • Bronza. Kai laidumas nuo 116 iki 140 W / (K.m).
  • Mediena. Kai laidumas 0,13 W / (K.m).
  • Titanas. 21,9 W / (K.m) laidumas.
  • Merkurijus. Su 83,7 W / (K.m) laidumu.
  • Glicerinas. Kai laidumas yra 0,29 W / (K.m).
  • Kamštiena. Kurių laidumas nuo 0,03 iki 0,04 W / (K.m).
  • Auksas. Su 308,2 W / (K.m) laidumu.
  • Vadovavimas. Su 35 W / (K.m) laidumu.
  • Deimantas. Su 2300 W / (K.m) laidumu.
  • Stiklas. Kurių laidumas nuo 0,6 iki 1,0 W / (K.m).
  • Ličio. Su 301,2 W / (K.m) laidumu.
  • Drėgna žemė. Kai laidumas 0,8 W / (K.m).
!-- GDPR -->