Hva er varme ledende materialer?
Varmeledende materialer er de som tillater varme å overføres effektivt mellom en overflate (eller en væske) med høy temperatur og en annen med lavere temperatur.
Varmeledende materialer brukes i ulike tekniske applikasjoner. Blant de viktigste bruksområdene er bygging av kjøleutstyr, varmeavledningsutstyr og generelt utstyr som krever veksling av varme i prosessene.
De materialene som ikke er gode varmeledere er kjent som isolatorer. Blant de mest brukte isolasjonsmaterialene er kork og tre.
Det er vanlig at materialer som utfører varme godt er også gode ledere av elektrisitet.
Noen eksempler på gode ledende materialer av varme og elektrisitet er blant annet aluminium, kobber og sølv.
Ulike materialer og deres respektive varmeledningsegenskaper finnes i kjemihåndbøker som oppsummerer de eksperimentelle drivresultatene som er gjort i disse materialene.
Varmeledning
Ledningen er varmeoverføringen som skjer mellom to lag av samme materiale eller mellom overflater i kontakt med to materialer som ikke bytter materie.
I dette tilfellet er varmeoverføringen i materialene gitt takket være de molekylære kollisjonene som oppstår mellom lagene eller overflatene.
Molekylære sjokker tillater utveksling av intern og kinetisk energi mellom atomene i materialet.
Således overfører laget eller overflaten med atomer med høyere intern energi og kinetisk energi til lagene eller overflatene av lavere energi og øker dermed temperaturen på disse.
Forskjellige materialer har forskjellige molekylære strukturer, noe som betyr at ikke alle materialer har samme kapasitet til å lede varme.
Termisk ledningsevne
For å uttrykke evnen til et materiale eller en væske til å lede varme, brukes den fysiske egenskapen "termisk ledningsevne", som vanligvis er representert ved bokstaven k .
Termisk ledningsevne er en egenskap som må finnes eksperimentelt. Eksperimentelle estimater for termisk ledningsevne for faste materialer er relativt enkle, men prosessen er kompleks for faste stoffer og gasser.
Termisk ledningsevne for materialer og væsker er rapportert for en mengde materiale med et strømningsområde på 1 fot, en tykkelse på 1 fot, i en time ved en temperaturforskjell på 1 ° K.
Varmeledende materialer
Selv om alle materialer i teorien kan overføre varme, har noen bedre ledning enn andre.
I naturen finnes det materialer som kobber eller aluminium som er gode ledere av varme, men materialvitenskap, nanoteknologi og ingeniørfag har gjort det mulig å skape nye materialer med gode drivegenskaper.
Selv om et varmeledende materiale som kobber, som finnes i naturen, har en termisk ledningsevne på 401 W / K m, er karbonnanorør produsert med termisk ledningsevne nær 6600 W / K m blitt rapportert.
Varmeledningsevnen for forskjellige materialer kan ses i følgende tabell:
