نفسر ما هي الموصلية الحرارية والطرق التي تستخدمها هذه الخاصية. أيضا ، وحدات القياس الخاصة بك وأمثلة.
الموصلية الحرارية هي خاصية لبعض المواد القادرة على نقل الحرارة.ما هي الموصلية الحرارية؟
الموصلية الحرارية هي خاصية لبعض المواد القادرة على نقل الحرارة، أي السماح بمرور الطاقة الحركية من جزيئاته إلى مواد أخرى مجاورة. إنه مقدار مكثف ، معكوس للمقاومة الحرارية (وهي مقاومة بعض المواد لانتقال الحرارة من خلال الجزيئات).
يكمن تفسير هذه الظاهرة في حقيقة أنه عندما تسخن مادة ما ، تزيد جزيئاتها من طاقتها الحركية ، أي أنها تزيد من اهتياجها. الجزيئات ، إذن ، قادرة على مشاركة تلك الطاقة الإضافية دون التسبب في ذلك حركات عالمي موضوع (من حيث أنه يختلف عن الحمل الحراري لـالسوائل صغازات) ، هذه السعة عالية جدًا في المعادن وفي أجسام مستمرة بشكل عام ومنخفضة جدًا في البوليمرات وغيرها من المواد العازلة مثل الألياف الزجاجية.
يتم حساب الموصلية الحرارية للمادة من معامل (يشار إليه بـ λ) ويختلف اعتمادًا على طبيعتها الجزيئية. يتم إجراء هذا الحساب بناءً على الصيغة التالية:
λ = ف / غراد. تي
أين ماذا او ما هو التدفق الحراري لكل وحدة من طقس والمنطقة وغراد ت هو انحدار درجة الحرارة.
كلما زادت الموصلية الحرارية للمادة ، كان الموصل الحراري أفضل ، وكلما انخفض ، كلما كانت المادة أكثر عزلًا. درجة الحرارة والحمل الحراريالموصلية الكهربائية وتؤثر التغيرات الطورية للمادة جميعها على نتيجة معامل التوصيل الحراري.
طرق التوصيل الحراري
هناك ثلاث طرق لنقل الحرارة في الطبيعة: التوصيل ، والحمل الحراري ، والإشعاع.
- القيادة. يحدث عندما تنتقل الحرارة من جسم إلى آخر بدرجة حرارة مختلفة من خلال التلامس فقط ، دون حدوث أ الإزاحة من المادة.
- الحمل. يحدث من خلال حركة حبيبات من المادة التي تنقل الحرارة ، لذلك يجب أن تكون دائمًا سائلًا (سائلًا أو غازًا) ، إما بالحركة الطبيعية أو القسرية.
- الإشعاع. يحدث عندما تنتقل الحرارة بين اثنين صلب بدرجات حرارة مختلفة بدون أي نقطة تلامس أو موصل صلب بينهما. تنتقل الحرارة في انبعاث الموجات الكهرومغناطيسية إلى سرعة الضوء.
وحدات قياس التوصيل الحراري
يتم قياس التوصيل الحراري ، وفقًا لـ النظام الدولي، من العلاقة W / (كم)، أين دبليو هي واط ، ك كلفن و م، أمتار. هذه الوحدة تعادل الجول على المتر في الثانية لكل كلفن (ي / م ك).
تعني الموصلية الحرارية البالغة 1 واط لكل متر لكل كلفن أن جول واحد (J) من الحرارة ينتشر عبر مادة بمساحة سطح 1 متر مربع وسمك 1 متر ، في ثانية واحدة ، عندما يكون الفرق بين المادتين 1 كيلو .
أمثلة على التوصيل الحراري
بعض الأمثلة على التوصيل الحراري هي:
- الصلب. مع موصلية من 47 إلى 58 واط / (كم).
- الماء. مع موصلية 0.58 واط / (كم).
- الكحول. مع موصلية 0.16 واط / (كم).
- البرونز. مع موصلية من 116 إلى 140 واط / (كم).
- الأخشاب. مع موصلية 0.13 واط / (كم).
- التيتانيوم. مع موصلية 21.9 واط / (كم).
- الزئبق. مع موصلية 83.7 واط / (كم).
- جلسيرين. مع موصلية 0.29 واط / (كم).
- كورك. مع موصلية من 0.03 إلى 0.04 واط / (كم).
- ذهب. مع موصلية 308.2 واط / (كم).
- القيادة. مع موصلية 35 واط / (كم).
- الألماس. مع موصلية 2300 واط / (كم).
- زجاج. مع الموصلية من 0.6 إلى 1.0 واط / (كم).
- الليثيوم. مع موصلية من 301.2 واط / (كم).
- الأرض الرطبة. مع موصلية 0.8 واط / (كم).