PROFILPELAJAR.COM

Termika konduktivo

Varmo-difuzo

Varmodifuzo ekde varma makulo

Interŝanĝo da kontraŭaj varmokurentoj

Laŭ fiziko, termika konduktivo (ofte reprezentata kiel k, λ, aŭ κ) estas propreco de materialo por varmokonduktado. Tia varma propreco priskribatas laŭ la Leĝo de Fourier pri varmokondukto^[1] : la denso de varmfluo proporcias al la gradiento de temperaturo.

{\overrightarrow {\varphi }}=-\lambda \,{\overrightarrow {\mathrm {grad} }}(T)

La proporcia konstanto λ nomiĝas la "termika konduktivo" de materialo; ĝi estas ĉiam pozitiva. Laŭ la Internacia sistemo de unuoj, la termika konduktivo λ esprimatas en vato je metro-kelvino (W·m⁻¹·K⁻¹); la denso de varmofluo ${\overrightarrow {\varphi }}$ esprimatas en vato je kvadrata metro (W·m⁻²), kaj la temperaturo T, en kelvino (K).

La varmotransigo okazas en malalta rapido tra materialoj kun malalta termokonduktivo ol tra materialoj kun alta varmokonduktivo. Sammaniere, materialoj kun alta termika konduktivo estas vaste uzataj en aplikaĵoj por varmodisipiĝo kaj materialoj kun malalta varma konduktivo uzatas kiel termikaj izolaĵoj. La varmokonduktivo de materialo dependas de la temperaturo. La kontraŭo de la termika konduktivo nomatas termika rezistivo.

Unuoj da termika konduktivo

Laŭ la Internacia sistemo de unuoj, la termika konduktivo mezuratas en vatoj po metra kelvino aŭ W/(m.K). La dimensio de la termika konduktivo estas M¹L¹T⁻³Θ⁻¹. Ĉi-variabloj estas (M)aso, (L)ongo, (T)empo kaj (Θ)Temperaturo. Laŭ la Brita sistemo de unuoj^[2], la termika konduktivo mezuratas en BTU/(hr·ft⋅ ℉).^[3].

Aliaj mezurunuoj kiuj proksime rilatas al la termika konduktivo estas ordinare uzataj en konstruado kaj tekstilindustrio. La konstruindustrio aplikas kelkajn mezurunuojn tiel kiel la "R-valoro" por termika rezistivo kaj la "U-valoro" por la termika konduktivo. Kvankam rilata al termika konduktivo de materialo uzata en izoloprodukto, la valoroj U kaj R dependas de la dikeco de la produkto.

La tekstilindustrio same posedas plurajn unuojn inklude de "tog-unuo"^[4] kaj "klo-unuo"^[5], kiuj esprimas termikan rezistivon de unu materialo sammaniere kiel la R-valoroj uzataj en la konstruindustrio.

Mezurado

Ekzistas sennombraj manieroj pri mezurado de la termika konduktivo. Ĉia mezurunuo estas adekvata por limigita aro da materialoj, kiuj dependas de la termikaj proprecoj kaj la media temperaturo. Ekzistas diferencoj inter firma stato^[6] kaj pasemaj teknikoj^[7].

Ĝenerale, la teknikoj pri konstanta stato estas utila kiam la temperaturo de la materialo ne ŝanĝigas kun la tempo. Tio igas facila la signalanalizon: la firma stato implicas je konstantaj signaloj. La malavantaĝo estas ke bone eksperimenta inĝenierado estas necesa. Tiamaniere ke la pasemaj teknikoj plenumas mezuradojn dum la varmoprocezo kaj tio igas la procezon pli rapida. Tiuj metodoj ordinare faratas pere de nadlotipaj aparatoj.

Eksperimentaj valoroj

Termika konduktivo gravas kiel scienca materialo, esplorado, elektronikaĵoj, konstruizolado kaj alrilataj kampoj, ĉefe kie operacioj kun alta temperaturo envolviĝas. En iu katalogo pri termika konduktivo oni devas konsideri la proksimecon pri la difino de la materialoj.

Aranĝaĵoj bezonantaj altan energigeneradon samkiel elektronikaĵoj kaj turbinoj postulas uzon de materialoj kun alta termika konduktivo tiel kiel arĝento, kupro kaj aluminio. Aliflanke, materialoj kun granda termika rezistivo (malbona termika konduktivo), tiel kiel "polistireno" kaj alumino, uzatas en konstruindustrio aŭ fornegoj kun la celo malpliigi la varmofluon por izolaj sistemoj.

Termikaj konduktivoj λ de diversaj materialoj (W·m⁻¹·K⁻¹)
Materialo	λ	Materialo	λ	Materialo	λ
Ŝtalo	47-58^[8]	Korko	0,04-0,30	Hidrargo	83,7
Akvo	0,58	Stano	64,0	Glimo	0,35
Aero	0,02	Vitrofibro	0,03-0,07^[8]	Nikelo	52,3
Alkoholo	0,16	Glicerino	0,29	Oro	308,2
Arĝentano	29,1	Fero	80,2	Parafino	0,21
Aluminio	209,3	Briko	0,80	Arĝento	406,1-418,7
Asbesto	0,04	Fajrorezista briko	0,47-1,05	Plumbo	35,0
Bronzo	116-186	Latuno	81-116	Vitro	0,6-1,0
Zinko	106-140	Litio	301,2	Diamanto	2 000-2 500
Kupro	372,1-385,2^[8]	Ligno	0,13^[8]	Vakuo	0