Wärmeleitfähigkeit

Wir erklären Ihnen die Wärmeleitfähigkeit und die von dieser Eigenschaft verwendeten Methoden. Darüber hinaus sind seine Maßeinheiten und Beispiele.

1. Wie ist die Wärmeleitfähigkeit?

Man spricht von Wärmeleitfähigkeit, um sich auf eine Eigenschaft bestimmter Materialien zu beziehen, die Wärme übertragen können, dh den Durchgang von kinetischer Energie von ihren Molekülen zu anderen zu ermöglichen. benachbarte Substanzen. Es ist eine intensive Größe, die zum Wärmewiderstand invers ist, was logischerweise der Widerstand bestimmter Materialien gegen die Übertragung von Wärme durch ihre Moleküle ist.

Die Erklärung für dieses Phänomen ist, dass beim Erhitzen eines Materials seine Moleküle eine zusätzliche kinetische Energie erhalten, die ihre Bewegung verstärkt. Moleküle können also diese zusätzliche Energie teilen, ohne globale Bewegungen der Materie zu verursachen (da sie sich von der thermischen Konvektion von Flüssigkeiten und Gasen unterscheidet). Diese Kapazität ist in Metallen und in Endloskörpern im Allgemeinen sehr hoch und in Polymeren und anderen Isoliermaterialien wie Fiberglas sehr niedrig.

Somit wird die Wärmeleitfähigkeit eines Materials aus einem Koeffizienten (als λ bezeichnet) berechnet und hängt von der molekularen Natur jedes spezifischen Materials ab. Diese Berechnung basiert auf der folgenden Formel:

λ = [Gleichung] / [Gleichung]

Dabei ist 'q der Wärmefluss pro Zeit- und Flächeneinheit und [Gleichung] der Temperaturgradient. Je höher die Wärmeleitfähigkeit eines Materials ist, desto besser ist die Wärmeleitfähigkeit und desto geringer ist die Isolierfähigkeit des Materials. Temperatur, Konvektion, elektrische Leitfähigkeit und Phasenänderungen des Materials beeinflussen das Ergebnis des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten.

Siehe auch: Thermometer.

1. Wärmeleitungsverfahren

In der Natur gibt es drei Arten der Wärmeübertragung: Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung.

• Leitung : tritt auf, wenn Wärme durch bloßen Kontakt von einem Körper auf einen anderen übertragen wird, ohne dass Materie verdrängt wird.
• Konvektion : Sie erfolgt durch die Bewegung von Partikeln des Stoffes, die Wärme übertragen. Es muss sich also immer um eine Flüssigkeit (Flüssigkeit oder Gas) handeln, entweder durch natürliche oder erzwungene Bewegung.
• Strahlung : Tritt auf, wenn Wärme zwischen zwei Festkörpern unterschiedlicher Temperatur ohne Kontaktpunkt oder leitenden Feststoff zwischen ihnen übertragen wird. Wärme wird bei der Aussendung elektromagnetischer Wellen mit Lichtgeschwindigkeit übertragen.

1. Maßeinheiten für die Wärmeleitfähigkeit

Die Wärmeleitung wird nach dem internationalen System anhand des Verhältnisses W / (km) gemessen, das in Einheiten Joule pro Meter pro Sekunde und Kelvin (J / msK) entspricht.

Eine Wärmeleitfähigkeit von 1 Watt pro Meter und Kelvin bedeutet also, dass sich ein Juli (J) Wärme in 1 Sekunde durch ein Oberflächenmaterial von 1 m2 und einer Dicke von 1 m ausbreitet, wenn der Unterschied zwischen beiden Substanzen beträgt 1K

1. Beispiele für Wärmeleitfähigkeit

Einige Beispiele für Wärmeleitfähigkeit sind:

• Stahl mit einer Leitfähigkeit von 47 bis 58 W / (km).
• Wasser mit einer Leitfähigkeit von 0, 58 W / (km).
• Alkohol mit einer Leitfähigkeit von 0, 16 W / (km).
• Die Bronze mit einer Leitfähigkeit von 116 bis 140 W / (km).
• Holz mit einer Leitfähigkeit von 0, 13 W / (km).
• Titan mit einer Leitfähigkeit von 21, 9 W / (km).
• Quecksilber, mit einer Leitfähigkeit von 83, 7 .W / (Km).
• Glycerin, mit einer Leitfähigkeit von ~ 0, 29 W / (km).
• Der Kork mit einer Leitfähigkeit von 0, 03 bis 0, 04 W / (km).
• Gold mit einer Leitfähigkeit von 308, 2 W / (km).
• Blei, mit einer Leitfähigkeit von ~ 35 ~ W / (km).
• Der Diamant mit einer Leitfähigkeit von 2300 W / (km).
• Das Glas hat eine Leitfähigkeit von 0, 6 bis 1, 0 W / (km).
• Lithium, mit einer Leitfähigkeit von 301, 2 W / (Km).
• Die feuchte Erde mit einer Leitfähigkeit von ~ 0, 8 W / (km).