Kad laidžios medžiagos šildyti yra tie, kurie leidžia šilumos į būti perkeltas efektyviai iš vienos (arba skystoje) aukštos paviršiaus temperatūrai ir žemesnėje temperatūroje.
Šilumą laidžios medžiagos naudojamos įvairiose inžinerinėse srityse. Tarp svarbiausių taikymo sričių yra aušinimo įrangos, šilumos išsklaidymo įrangos ir apskritai bet kurios įrangos, kuriai reikalingas šilumos mainas, statyba.
Šilumos laidumas medžiagoje
Tos medžiagos, kurios nėra geros šilumos laidžiosios, yra žinomos kaip izoliatoriai. Tarp dažniausiai naudojamų izoliacinių medžiagų yra kamštiena ir mediena.
Įprasta, kad gerai šilumą atliekančios medžiagos yra ir geros elektros laidininkai. Kai kurie geros šilumos ir elektros laidžių medžiagų pavyzdžiai yra aliuminis, varis ir sidabras.
Skirtingas medžiagas ir jų atitinkamas šilumos laidumo savybes galima rasti chemijos vadovėliuose, kuriuose apibendrinti šių medžiagų eksperimentinio laidumo rezultatai.
Šilumos laidumas
Laidumas yra šilumos perdavimas, įvykstantis tarp dviejų tos pačios medžiagos sluoksnių arba tarp paviršių, liečiantis su dviem medžiagomis, kurios nekeičia medžiagos.
Šiuo atveju šilumos perdavimas medžiagose vyksta dėl molekulinių susidūrimų, vykstančių tarp sluoksnių ar paviršių.
Molekuliniai smūgiai leidžia keistis vidine ir kinetine energija tarp medžiagos atomų.
Taigi sluoksnis arba paviršius, turintis aukštesnės vidinės ir kinetinės energijos atomus, perduoda energiją mažesnės energijos sluoksniams ar paviršiams, taip padidindamas jų temperatūrą.
Skirtingos medžiagos turi skirtingą molekulinę struktūrą, dėl ko ne visos medžiagos turi vienodą savybę vykdyti šilumą.
Šilumos laidumas
Medžiagos ar skysčio gebėjimui vykdyti šilumą išreikšti naudojama fizinė savybė „šilumos laidumas“, kuri paprastai žymima raide k.
Šilumos laidumas yra savybė, kurią reikia nustatyti eksperimentiškai. Eksperimentiniai kietų medžiagų šilumos laidumo įverčiai yra gana nesunkūs, tačiau kietų medžiagų ir dujų procesas yra sudėtingas.
Medžiagų ir skysčių šilumos laidumas nurodomas medžiagos kiekiui, kurio debitas yra 1 kvadratinio pėdos ilgio ir 1 pėdos, valandą esant 1 ° K temperatūros skirtumui.
Šilumai laidžios medžiagos
Nors teoriškai visos medžiagos gali perduoti šilumą, kai kurių medžiagų laidumas yra geresnis nei kitų.
Gamtoje yra medžiagų, tokių kaip varis ar aliuminis, kurios yra geros šilumos laidžiosios, tačiau medžiagų mokslas, nanotechnologijos ir inžinerija leido sukurti naujas medžiagas, turinčias geras laidumo savybes.
Nors gamtoje randamos šilumą laidžios medžiagos, tokios kaip varis, šilumos laidumas yra 401 W / Km, pranešta, kad anglies nanovamzdeliai, kurių šilumos laidumas yra artimas 6600 W / Km.
Įvairių medžiagų šilumos laidumo vertės pateikiamos šioje lentelėje:
Nuorodos
- Berberis S. Kwonas Y. Tomanekas D. Nepaprastai didelis anglies nanovamzdelių šilumos laidumas. Fizinių apžvalgų raštai. 2000; 84: 4613
- Chen Q. ir kt. Alternatyvus šilumos perdavimo optimizavimo kriterijus. Karališkosios draugijos leidiniai: Matematiniai, fiziniai ir inžineriniai mokslai, 2011; 467 (2128): 1012-1028.
- Cortes L. ir kt. 2010. Medžiagų šilumos laidumas. Metrologijos simpoziumas.
- Kaufman WC Bothe D. Meyer SD „Qutdoor“ drabužių medžiagų šilumos izoliacinės savybės. Mokslas. 1982; 215 (4533): 690–691.
- Kern D. 1965. Šilumos perdavimo procesai. McGraw kalva.
- Merabia S. ir kt. Šilumos perdavimas iš nanodalelių: atitinkama būsenos analizė. Jungtinių Amerikos Valstijų nacionalinės mokslų akademijos leidiniai. 2009; 106 (36): 15113-15118.
- Salunkhe PB Jaya Krišna D. Saulės vandens ir patalpų šildymo latentinių šilumos kaupimo medžiagų tyrimai. Žurnalas apie energijos saugojimą. 2017; 12: 243–260.