Definice tepelná vodivost

Vodivost je vlastnost, kterou mají vodivé prvky. Toto je název daný těm materiálům, které mají schopnost přenášet elektřinu nebo teplo .

Tepelná vodivost

Když materiál dovolí procházet elektřinou,elektrickou vodivost . Na druhou stranu, pokud umožňuje průchod tepla, označuje se to jako tepelná vodivost .

Lze proto naznačit, že tepelná vodivost je vlastností těch prvků, které umožňují přenos tepla . Tato fyzikální vlastnost znamená, že když materiál má tepelnou vodivost, teplo prochází z těla vyšší teploty na jednu z nižších teplot, která je v kontaktu s ním.

Tento přenos tepla zahrnuje výměnu vnitřní energie (která kombinuje potenciální energii a kinetickou energii ) elektronů, atomů a molekul. Čím vyšší je tepelná vodivost, tím lepší je teplo. Vlastností zpětného chodu je tepelná rezistivita, což znamená, že čím je tepelná vodivost nižší, tím více tepelné izolace (větší odpor).

Pokud jde o potenciální energii, můžeme říci, že to je mechanická energie, která je spojena s umístěním těla v oblasti sil (v tomto případě mluvíme mimo jiné o elektrostatické nebo gravitační energii ) nebo o přítomnosti pole sil v těle samotné (v tom případě by energie byla pružná ). Jinými slovy, potenciální energie je výsledkem systému sil, které mají vliv na určité těleso, které je konzervativní, to znamená, že jeho celková práce na částici je nulová.

Kinetická energie těla je naopak tím, že díky pohybu . Jedná se o práci, která je potřebná k dosažení jejího zrychlení počínaje odpočinkem až do určité rychlosti. Když tělo dosáhne této energie během akcelerace, udržuje ji, dokud nezmění svou rychlost. Chcete-li se vrátit do klidového stavu, je nutné provést negativní práci se stejnou velikostí.

Při zahřátí hmoty zvyšuje průměrnou kinetickou energii svých molekul a zvyšuje tak úroveň agitovanosti. Na molekulární úrovni dochází k vedení tepla, protože molekuly vzájemně ovlivňují výměnu kinetické energie bez toho, aby učinily globální pohyby hmoty . Za zmínku stojí, že na makroskopické úrovni je možné modelovat tento jev pomocí Fourierova zákona .

Fourierův zákon uvádí, že tepelná vodivost nese poměrný tok vedením přenosu tepla (proces, kterým se teplo šíří v různých médiích), v izotropním médiu (prostor, ve kterém nejsou fyzikální vlastnosti vázány do směru, ve kterém jsou zkoumány), který je v tomto směru proporcionální a proti teplotnímu gradientu.

Vzorec Fourierova zákona uvádí, že tepelný tok, který se vyskytuje na daném povrchu měřený danou jednotkou, se rovná tepelné vodivosti teplotním gradientem uvnitř materiálu, všechny vynásobené hodnotou -1 .

Kovy jsou dobré termické vodiče: z tohoto důvodu se používají v těch průmyslových postupech, kde se snaží maximalizovat přenos tepla. Jiné materiály, jako je sklolaminát, mají tak nízkou tepelnou vodivost, že se používají jako izolátory.

Kapacita vedení tepla je označena množstvím známým jako koeficient tepelné vodivosti . Tento koeficient je v mezinárodním systému jednotek vyjádřen ve wattech / (metr x Kelvin) . Může se také vyjádřit v BTU / (hod x x foot x Fahrenheit) v anglosaském systému a v kilokaloriích / (hod x x metr x kelvin) v technickém systému.

Doporučená