Дефиниция топлопроводимост

Проводимостта е свойство, което притежават елементите, които са проводящи . Това е наименованието на тези материали, които имат капацитета да предават електричество или топлина .

Топлинна проводимост

Когато материал позволява да премине електричеството през себе си, се казва, че има електрическа проводимост . От друга страна, ако позволява преминаването на топлина, то се нарича термична проводимост .

Следователно може да се посочи, че топлопроводимостта е свойството на тези елементи, които позволяват предаването на топлина . Това физическо свойство предполага, че когато материалът има топлопроводимост, топлината преминава от тялото на по-висока температура към по-ниска температура, която е в контакт с нея.

Това предаване на топлина включва обмен на вътрешна енергия (която комбинира потенциалната енергия и кинетичната енергия ) на електрони, атоми и молекули. Колкото по-висока е топлопроводимостта, толкова по-добра е топлопроводимостта. Обратното свойство е топлинното съпротивление, което показва, че колкото по-ниска е топлопроводимостта, толкова по-топлоизолация (по-голямо съпротивление).

По отношение на потенциалната енергия можем да кажем, че механичната енергия е свързана с местоположението на тялото в поле на силите (в този случай говорим за електростатична или гравитационна енергия, между другото) или за наличието на поле на силите в самото тяло (в този случай енергията ще бъде еластична ). С други думи, потенциалната енергия е резултат от системата от сили, които оказват влияние върху дадено тяло като консервативна, т.е. нейната обща работа върху частица е нула.

Кинетичната енергия на тялото, от друга страна, е това, което има благодарение на своето движение . Става дума за работата, която е необходима за постигане на ускорението му, започвайки от почивка до определена скорост. Когато тялото достигне тази енергия през ускорението, то го поддържа, освен ако не променя скоростта си. За да се върнете в състояние на покой, е необходимо да извършите отрицателна работа със същата величина.

При нагряване на материята, тя увеличава средната кинетична енергия на молекулите си и това повишава нейното ниво на възбуда. На молекулярно ниво, топлопроводимостта се случва, защото молекулите взаимодействат помежду си, като обменят кинетична енергия, без да правят глобални движения на материята . Заслужава да се отбележи, че на макроскопично ниво е възможно да се моделира това явление чрез закона на Фурие .

Законът на Фурие посочва, че топлопроводимостта носи пропорционален поток чрез провеждане на топлопредаване (процесът на разпространение на топлината в различни среди) в изотропна среда (пространство, в което физическите свойства не са свързани в посоката, в която са изследвани), която е пропорционална и противоположна на температурния градиент в тази посока.

Формулата на закона на Фурие гласи, че топлинният поток, който се среща в дадена повърхност, измерен с дадена единица, е равен на топлинната проводимост от температурния градиент вътре в материала, умножен по -1 .

Металите са добри топлопроводници: поради тази причина те се използват в тези промишлени процедури, където се опитва да максимизира преноса на топлина. Други материали, като фибростъкло, имат толкова ниска топлопроводимост, че се използват като изолатори.

Капацитетът на топлопроводимост се индикира от количество, известно като коефициент на топлопроводимост . Този коефициент, в Международната система от единици, се изразява във ватове / (метър х келвин) . Тя може също да бъде изразена в BTU / (час x крак x по Фаренхайт) в англосаксонската система и в килокалории / (час x метър x келвин) в техническата система.

Препоръчано