Какво представляват топлопроводимите материали?
Топлопроводимите материали са тези, които позволяват ефективно пренасяне на топлина между повърхност (или течност) с висока температура и друга с по-ниска температура.
Топлопроводимите материали се използват в различни инженерни приложения. Сред най-важните приложения са изграждането на охлаждащо оборудване, оборудване за разсейване на топлина и като цяло всяко оборудване, което изисква обмяна на топлина в процесите.
Тези материали, които не са добри проводници на топлина, са известни като изолатори. Сред най-често използваните изолационни материали са корк и дърво.
Обикновено материалите, които провеждат топлина, също са добри проводници на електричество.
Някои примери за добри проводящи материали за топлина и електричество са алуминий, мед и сребро.
Различни материали и съответните им свойства на топлопроводност могат да бъдат намерени в ръководствата за химия, които обобщават експерименталните резултати от шофирането, направени в тези материали.
Топлинна проводимост
Проводимостта е пренос на топлина между два слоя от един и същ материал или между повърхности, които са в контакт с два материала, които не обменят материя.
В този случай преносът на топлина в материалите се дава благодарение на молекулярните сблъсъци между слоевете или повърхностите.
Молекулните шокове позволяват обмен на вътрешна и кинетична енергия между атомите на материала.
Така слоят или повърхността с атоми с по-висока вътрешна енергия и кинетична енергия се прехвърлят към слоевете или повърхностите с по-ниска енергия, като по този начин увеличават температурата на тези.
Различните материали имат различни молекулярни структури, което означава, че не всички материали имат еднакъв капацитет за провеждане на топлина.
Топлинна проводимост
За да се изрази способността на даден материал или течност да провежда топлина, се използва физическата характеристика "топлопроводимост", която обикновено се представя с буквата k .
Топлинната проводимост е свойство, което трябва да се намери експериментално. Експерименталните оценки на топлинната проводимост за твърди материали са относително прости, но процесът е сложен за твърди вещества и газове.
Топлинната проводимост за материали и флуиди се съобщава за количество материал с площ на потока от 1 квадратен фут, с дебелина от 1 фут, за един час при температурна разлика от 1 ° K.
Топлопроводими материали
Въпреки че на теория всички материали могат да пренасят топлина, някои имат по-добра проводимост от други.
В природата има материали като мед или алуминий, които са добри проводници на топлина, но материалните науки, нанотехнологиите и инженерството са позволили създаването на нови материали с добри свойства на шофиране.
Докато топлопроводим материал като мед, който се среща в природата, има топлопроводимост от 401 W / K m, отчетени са въглеродни нанотръби, произведени с термична проводимост близо до 6600 W / K m.
Стойностите на топлопроводимостта за различни материали могат да се видят в следната таблица:
