Dele:
Hva er varme ledende materialer?
den varmeledende materialer er de som tillater varme å overføre effektivt mellom en overflate (eller en væske) med høy temperatur og en lavere temperatur.
Varmeledende materialer brukes i ulike tekniske applikasjoner. Blant de viktigste bruksområdene er bygging av kjøleutstyr, varmeavledningsutstyr og generelt utstyr som krever veksling av varme i prosessene sine.
De materialene som ikke er gode varmeledere er kjent som isolatorer. Blant de mest brukte isolasjonsmaterialene er kork og tre.
Det er vanlig at materialer som utfører varme godt er også gode ledere av elektrisitet.
Noen eksempler på gode ledende materialer av varme og elektrisitet er blant annet aluminium, kobber og sølv.
Ulike materialer og deres respektive varmeledningsegenskaper finnes i kjemihåndbøker som oppsummerer de eksperimentelle kjøreresultater som er gjort i disse materialene.
Varmeledning
Ledningen er varmeoverføringen som forekommer mellom to lag av samme materiale eller mellom overflater i kontakt med to materialer som ikke bytter materie.
I dette tilfellet er overføring av varme i materialene gitt takket være de molekylære sjokkene som oppstår mellom lagene eller overflatene.
Molekylære sjokker tillater utveksling av intern og kinetisk energi mellom atomene i materialet.
Dermed overfører laget eller overflaten med atomer med høyere intern energi og kinetisk energi til lagene eller overflatene av lavere energi, og øker dermed temperaturen på disse.
Forskjellige materialer har forskjellige molekylære strukturer, noe som betyr at ikke alle materialer har samme kapasitet til å lede varme.
Termisk ledningsevne
For å uttrykke evnen til et materiale eller en væske til å lede varme, brukes den fysiske egenskapen "termisk ledningsevne" som vanligvis representeres av brevet k.
Termisk ledningsevne er en egenskap som må finnes eksperimentelt. Eksperimentelle estimater for termisk ledningsevne for faste materialer er relativt enkle, men prosessen er kompleks for faste stoffer og gasser.
Termisk ledningsevne for materialer og væsker er rapportert for en mengde materiale med strømningsareal på 1 fot, en tykkelse på 1 fot, i en time ved en temperaturforskjell på 1 ° K.
Varmeledende materialer
Selv om alle materialer i teorien kan overføre varme, har noen bedre ledning enn andre.
I naturen finnes det materialer som kobber eller aluminium som er gode ledere av varme, men materialvitenskap, nanoteknologi og ingeniørarbeid har gjort det mulig å skape nye materialer med gode drivegenskaper.
Selv om et varmeledende materiale som kobber, som finnes i naturen, har en termisk ledningsevne på 401 W / K m, er karbonnanorør produsert med termisk ledningsevne nær 6600 W / K m blitt rapportert..
Varmeledningsevnen for forskjellige materialer kan ses i følgende tabell:
referanser
- Berber S. Kwon Y. Tomanek D. Uvanlig og høy termisk ledningsevne av karbonnanorør. Fysiske omtaler Bokstaver. 2000; 84: 4613
- Chen Q. et al. Et alternativt kriterium for optimalisering av varmeoverføring. Prosedyrene i Royal Society A: Matematisk, Fysisk og Ingeniørvitenskap 2011; 467 (2128): 1012-1028.
- Cortes L. et al. 2010. Termisk ledningsevne av materialer. Metrologi Symposium.
- Kaufman W. C. Bothe D.Meyer S.D. Varmeisolerende evner for Qutdoor-klær. Science. 1982; 215 (4533): 690-691.
- Kern D. 1965. Varmeoverføringsprosesser. McGraw Hill.
- Merabia S. et al. Varmeoverføring fra nanopartikler: En tilsvarende tilstandsanalyse. Foredrag av Nasjonalt akademi for vitenskap i USA. 2009; 106 (36): 15113-15118.
- Salunkhe P. B. Jaya Krishna D. Undersøkelser av latent varme lagringsmaterialer for solvann og romoppvarming. Journal of Energy Storage. 2017; 12: 243-260.