Det ledande materialets värme är de som tillåter värme att överföras effektivt från en (eller en vätska) hög yttemperatur och en lägre temperatur.
Värmeledande material används i olika tekniska applikationer. Bland de viktigaste tillämpningarna är konstruktion av kylutrustning, värmeavledningsutrustning och i allmänhet all utrustning som kräver värmeväxling i dess processer.
Värmeledning i ett material
De material som inte är bra ledare för värme kallas isolatorer. Bland de mest använda isoleringsmaterialen är kork och trä.
Det är vanligt att material som leder värme väl också är goda elektriska ledare. Några exempel på bra ledande material för värme och elektricitet är bland annat aluminium, koppar och silver.
Olika material och deras respektive värmeledningsegenskaper kan hittas i kemihandböcker som sammanfattar de experimentella ledningsresultaten som utförts på dessa material.
Värmeledning
Ledning är överföring av värme som sker mellan två lager av samma material eller mellan ytor i kontakt med två material som inte utbyter material.
I detta fall sker värmeöverföringen i materialen tack vare de molekylära kollisionerna som uppstår mellan skikten eller ytorna.
Molekylära chocker möjliggör utbyte av intern och kinetisk energi mellan materialets atomer.
Således överför skiktet eller ytan med atomer med högre intern och kinetisk energi energin till lagren eller ytorna med lägre energi, vilket ökar deras temperatur.
Olika material har olika molekylstrukturer vilket orsakar att inte alla material har samma förmåga att leda värme.
Värmeledningsförmåga
För att uttrycka förmågan hos ett material eller vätska att leda värme används den fysiska egenskapen "värmeledningsförmåga", som vanligtvis representeras av bokstaven k.
Värmeledningsförmåga är en egenskap som måste hittas experimentellt. Experimentella uppskattningar av värmeledningsförmåga för fasta material är relativt enkla, men processen är komplex för fasta ämnen och gaser.
Värmeledningsförmåga för material och vätskor rapporteras för en mängd material med en flödesarea av 1 kvadratfot, en tjocklek av 1 fot, under en timme vid en temperaturskillnad av 1 ° K.
Värmeledande material
Även om alla material i teorin kan överföra värme, har vissa bättre ledning än andra.
I naturen finns det material som koppar eller aluminium som är goda värmeledare, men materialvetenskap, nanoteknik och teknik har gjort det möjligt att skapa nya material med goda ledningsegenskaper.
Medan ett värmeledande material, såsom koppar, som finns i naturen, har en värmeledningsförmåga på 401 W / Km, har kolananorör tillverkade med värmeledningsförmåga nära 6600 W / Km rapporterats.
Värmeledningsförmåga för olika material kan ses i följande tabell:
referenser
- Berber S. Kwon Y. Tomanek D. Ovanlig hög termisk konduktivitet hos kolananorör. Fysiska recensioner. 2000; 84: 4613
- Chen Q. et al. Ett alternativt kriterium vid optimering av värmeöverföring. Proceedings of the Royal Society A: Matematical, Physical and Engineering Sciences. 2011; 467 (2128): 1012-1028.
- Cortes L. et al. 2010. Materialets termiska konduktivitet. Metrology Symposium.
- Kaufman WC Bothe D. Meyer SD värmeisolerande kapacitet för klädmaterial från Qutdoor. Vetenskap. 1982; 215 (4533): 690–691.
- Kern D. 1965. Värmeöverföringsprocesser. McGraw hill.
- Merabia S. et al. Värmeöverföring från nanopartiklar: en motsvarande tillståndsanalys. Förfaranden från National Academy of Sciences of the United States of America. 2009; 106 (36): 15113-15118.
- Salunkhe PB Jaya Krishna D. Undersökningar av latenta värmelagringsmaterial för solvatten- och rumsuppvärmningsapplikationer. Journal of Energy Storage. 2017; 12: 243-260.