Поділитися:
Що таке теплопровідні матеріали?
The теплопровідні матеріали є ті, які дозволяють ефективно переносити тепло між поверхнею (або рідиною) з високою температурою і більш низькою температурою.
Теплопровідні матеріали використовуються в різних областях техніки. Серед найбільш важливих застосувань - будівництво холодильного обладнання, обладнання для розсіювання тепла та взагалі будь-якого обладнання, яке вимагає обміну тепла в їхніх процесах.
Ті матеріали, які не є хорошими теплопровідниками, відомі як ізолятори. Серед найбільш використовуваних ізоляційних матеріалів є корк і дерево.
Поширеним є те, що матеріали, які добре проводять тепло, є також хорошими провідниками електроенергії.
Деякими прикладами хороших електропровідних матеріалів для тепла та електрики є алюміній, мідь та срібло.
Різні матеріали та їх властивості теплопровідності можна знайти в посібниках з хімії, які узагальнюють експериментальні результати, отримані в цих матеріалах.
Теплопровідність
Провідність - це тепловіддача, що відбувається між двома шарами одного матеріалу або між поверхнями, що контактують з двома матеріалами, які не обмінюються речовиною.
У цьому випадку передача тепла в матеріали відбувається завдяки молекулярним ударам, які відбуваються між шарами або поверхнями.
Молекулярні шоки дозволяють обміняти внутрішню і кінетичну енергію між атомами матеріалу.
Таким чином, шар або поверхня з атомами вищої внутрішньої енергії і кінетичної енергії переходять до шарів або поверхонь нижчої енергії, збільшуючи тим самим температуру цих.
Різні матеріали мають різні молекулярні структури, що означає, що не всі матеріали мають однакову здатність проводити тепло.
Теплопровідність
Для вираження здатності матеріалу або рідини проводити тепло, використовується фізична властивість "теплопровідність", яка зазвичай представлена буквою k.
Теплопровідність є властивістю, яку необхідно знайти експериментально. Експериментальні оцінки теплопровідності для твердих матеріалів відносно прості, але процес є складним для твердих речовин і газів.
Теплопровідність для матеріалів і рідин повідомляється для кількості матеріалу з площею протікання 1 кв. Фут, товщиною 1 фут, за одну годину при різниці температур 1 ° К.
Теплопровідні матеріали
Хоча теоретично всі матеріали можуть передавати тепло, деякі мають кращу провідність, ніж інші.
У природі є такі матеріали, як мідь або алюміній, які є хорошими провідниками тепла, однак матеріалознавство, нанотехнології та інженерія дозволили створити нові матеріали з хорошими властивостями водіння..
Хоча теплопровідний матеріал, такий як мідь, що зустрічається в природі, має теплопровідність 401 Вт / К м, повідомляються вуглецеві нанотрубки, виготовлені з теплопровідністю близько 6600 Вт / Км..
Значення теплопровідності для різних матеріалів можна побачити в наступній таблиці:
Список літератури
- Berber S. Kwon Y. Tomanek D. Незвичайна і висока теплопровідність вуглецевих нанотрубок. Фізичні відгуки Листи. 2000; 84: 4613
- Chen Q. et al. Альтернативний критерій оптимізації теплопередачі. Матеріали Королівського товариства: Математичні, фізичні та технічні науки 2011; 467 (2128): 1012-1028.
- Cortes L. et al. 2010. Теплопровідність матеріалів. Метрологічний симпозіум.
- Кауфман В. К. Боте Д. Мейєр С.Д. Теплоізоляційні можливості матеріалів Qutdoor для одягу. Наука 1982; 215 (4533): 690-691.
- Kern D. 1965. Процеси теплообміну. Хілл Макгроу.
- Merabia S. et al. Теплообмін від наночастинок: відповідний аналіз стану. Праці Національної академії наук Сполучених Штатів Америки. 2009; 106 (36): 15113-15118.
- Салункхе П. Б. Джая Крішна Д. Дослідження матеріалів для зберігання прихованої теплоти для сонячних систем водопостачання та опалення приміщень. Журнал зберігання енергії. 2017; 12: 243-260.