Kas yra šilumos laidumo medžiagos?
Šilumos laidžios medžiagos yra tokios, kurios leidžia efektyviai perkelti šilumą tarp paviršiaus (arba skysčio), turinčios aukštą temperatūrą, o kitą - žemesnę temperatūrą.
Šilumos laidžios medžiagos naudojamos skirtingose inžinerinėse srityse. Tarp svarbiausių programų yra aušinimo įrangos, šilumos išsklaidymo įrangos ir apskritai bet kokių įrenginių, reikalaujančių šilumos mainų procesuose, statyba.
Šios medžiagos, kurios nėra geros šilumos laidininkai, yra žinomos kaip izoliatoriai. Tarp dažniausiai naudojamų izoliacinių medžiagų yra kamštienos ir medienos.
Įprasta, kad medžiagos, kurios atlieka šilumą, taip pat yra geros elektros laidininkai.
Kai kurie gerų šilumos ir elektros laidumo medžiagų pavyzdžiai yra aliuminis, varis ir sidabras.
Įvairias medžiagas ir jų atitinkamas šilumos laidumo savybes galima rasti chemijos vadovuose, kuriuose apibendrinami eksperimentiniai šių medžiagų važiavimo rezultatai.
Šilumos laidumas
Laidumas yra šilumos perdavimas, kuris vyksta tarp dviejų to paties medžiagos sluoksnių arba tarp dviejų paviršių, kurie liečia dvi medžiagas, kurios nekeičia medžiagos.
Tokiu atveju šilumos perdavimas medžiagose yra duotas dėl molekulinių susidūrimų tarp sluoksnių ar paviršių.
Molekuliniai smūgiai leidžia keisti vidinę ir kinetinę energiją tarp medžiagos atomų.
Taigi sluoksnis arba paviršius, turintis didesnės vidinės energijos ir kinetinės energijos atomus, perkelia į žemesnės energijos sluoksnius ar paviršius, taip padidindamas jų temperatūrą.
Skirtingoms medžiagoms būdingos skirtingos molekulinės struktūros, o tai reiškia, kad ne visos medžiagos turi tokį patį gebėjimą atlikti šilumą.
Šilumos laidumas
Norint išreikšti medžiagos ar skysčio gebėjimą atlikti šilumą, naudojamas fizinės savybės „šilumos laidumas“, kuris paprastai yra raidė k .
Šilumos laidumas yra savybė, kurią reikia rasti eksperimentiškai. Eksperimentiniai kietųjų medžiagų šilumos laidumo įvertinimai yra gana paprasti, tačiau procesas yra sudėtingas kietoms medžiagoms ir dujoms.
Medžiagų ir skysčių šiluminis laidumas nurodomas apie 1 kv. Pėdos storio 1 kvadratinės pėdos srauto plotą, esant 1 ° K temperatūros skirtumui.
Šilumos laidžios medžiagos
Nors teoriškai visos medžiagos gali perduoti šilumą, kai kurios turi geresnį laidumą nei kiti.
Gamtoje yra tokių medžiagų kaip varis arba aliuminis, kurie yra geri šilumos laidininkai, tačiau medžiagų mokslas, nanotechnologijos ir inžinerija leido kurti naujas medžiagas, turinčias geras vairavimo savybes.
Nors šilumos laidžioji medžiaga, pvz., Varis, yra gamtoje, jo šilumos laidumas yra 401 W / Km, pranešta apie anglies nanovamzdelius, kurių šiluminis laidumas yra maždaug 6600 W / Km.
Įvairių medžiagų šilumos laidumo vertes galima pamatyti šioje lentelėje:
