Περιεχόμενο
- Φυσική μονάδα
- Υπολογισμός της μεταφοράς θερμότητας
- Θερμική αγωγιμότητα στα μέταλλα
- Θερμική αγωγιμότητα σε αλουμίνιο
- Θερμική αγωγιμότητα στον χαλκό
Η θερμική αγωγιμότητα είναι η ικανότητα ενός υλικού να παράγει θερμότητα. Η αμοιβαιότητα είναι η θερμική αντίσταση, η οποία είναι η ικανότητα ενός υλικού να απομονώνεται μη διεγείροντας τη θερμότητα. Οι καλές αγωγοί είναι κακοί μονωτήρες και οι καλές μονωτήρες είναι κακοί αγωγοί. Το αλουμίνιο και ο χαλκός έχουν διαφορετικά επίπεδα θερμικής αγωγιμότητας.
Φυσική μονάδα
Η θερμική αγωγιμότητα συνήθως μετριέται σε βατ ανά κελί ανά μέτρο. Σε αυτή τη χρήση, το "watt" είναι μια μονάδα ισχύος (δηλαδή ζεύγη ενέργειας ανά δευτερόλεπτο) και "Kelvin" είναι μια μονάδα θερμοκρασίας.
Υπολογισμός της μεταφοράς θερμότητας
Εάν έχετε ένα στέλεχος κάποιου υλικού με θερμική αγωγιμότητα k, του οποίου το μήκος (σε μέτρα) είναι L και του οποίου η επιφάνεια στα άκρα (σε τετραγωνικά μέτρα) είναι A, γνωρίζετε τη διαφορά θερμοκρασίας T (σε βαθμούς Kelvin) μεταξύ και στα δύο άκρα, είναι δυνατόν να προβλεφθεί η ποσότητα ενέργειας (σε βατ) που μεταφέρεται μέσω της ράβδου πολλαπλασιάζοντας τα Κ, Τ και Α και διαιρώντας με L.
Θερμική αγωγιμότητα στα μέταλλα
Η θερμική αγωγιμότητα των μετάλλων συσχετίζεται στενά με την ηλεκτρική αγωγιμότητά τους, επειδή η θερμότητα μπορεί επίσης να οδηγείται από ηλεκτρόνια σθένους, τα οποία κινούνται εύκολα στα περισσότερα μέταλλα. Έτσι, τα μέταλλα τείνουν να έχουν υψηλή θερμική αγωγιμότητα και συνεπώς δεν είναι καλά μονωτικά.
Θερμική αγωγιμότητα σε αλουμίνιο
Το καθαρό αλουμίνιο έχει θερμική αγωγιμότητα περίπου 235 watts ανά Kelvin ανά μέτρο, ενώ τα περισσότερα κράματα αλουμινίου έχουν σημαντικά χαμηλότερη θερμική αγωγιμότητα, από 120 έως 180 watts ανά Kelvin ανά μέτρο.
Θερμική αγωγιμότητα στον χαλκό
Ο καθαρός χαλκός έχει θερμική αγωγιμότητα αισθητά υψηλότερη από το αλουμίνιο, περίπου 400 W ανά Kelvin ανά μέτρο. Έτσι είναι σαφώς η καλύτερη επιλογή για σκεύη κουζίνας. Το μόνο κοινό μέταλλο με υψηλότερη θερμική αγωγιμότητα είναι το ασήμι, με περίπου 430 βατ ανά κελβή ανά μέτρο, αλλά το ασήμι είναι πολύ ακριβό να ληφθεί υπόψη στα μαγειρικά σκεύη.