Эти проводящие материалы тепло являются те , которые позволяют теплу , чтобы быть передано эффективно от одного (или жидкости) высокой температуры поверхности и более низкой температуры.
Теплопроводящие материалы используются в различных инженерных приложениях. Среди наиболее важных применений - создание охлаждающего оборудования, оборудования для отвода тепла и вообще любого оборудования, которое требует теплообмена в своих процессах.
Теплопроводность в материале
Те материалы, которые плохо проводят тепло, известны как изоляторы. Среди наиболее часто используемых изоляционных материалов - пробка и дерево.
Обычно материалы, которые хорошо проводят тепло, также хорошо проводят электричество. Некоторыми примерами материалов с хорошей проводимостью для тепла и электричества являются, среди прочего, алюминий, медь и серебро.
Различные материалы и их соответствующие свойства теплопроводности можно найти в руководствах по химии, в которых суммируются результаты экспериментальных исследований проводимости этих материалов.
Теплопроводность
Проводимость - это передача тепла, которая происходит между двумя слоями одного и того же материала или между поверхностями, контактирующими с двумя материалами, которые не обмениваются материей.
В этом случае передача тепла в материалах происходит благодаря столкновениям молекул, которые происходят между слоями или поверхностями.
Молекулярные удары позволяют обмениваться внутренней и кинетической энергией между атомами материала.
Таким образом, слой или поверхность с атомами с более высокой внутренней и кинетической энергией передает энергию слоям или поверхностям с более низкой энергией, тем самым повышая их температуру.
Различные материалы имеют разные молекулярные структуры, поэтому не все материалы обладают одинаковой способностью проводить тепло.
Теплопроводность
Чтобы выразить способность материала или жидкости проводить тепло, используется физическое свойство «теплопроводность», которое обычно обозначается буквой k.
Теплопроводность - это свойство, которое необходимо найти экспериментально. Экспериментальные оценки теплопроводности твердых материалов относительно просты, но этот процесс сложен для твердых тел и газов.
Теплопроводность материалов и жидкостей указывается для количества материала с площадью потока 1 квадратный фут, толщиной 1 фут в течение одного часа при разнице температур 1 ° К.
Теплопроводящие материалы
Хотя теоретически все материалы могут передавать тепло, некоторые имеют лучшую проводимость, чем другие.
В природе есть такие материалы, как медь или алюминий, которые являются хорошими проводниками тепла, однако материаловедение, нанотехнологии и инженерия позволили создать новые материалы с хорошими проводящими свойствами.
В то время как теплопроводный материал, такой как медь, встречающийся в природе, имеет теплопроводность 401 Вт / км · м, сообщалось о производстве углеродных нанотрубок с теплопроводностью, близкой к 6600 Вт / км · м.
Значения теплопроводности для различных материалов можно увидеть в следующей таблице:
Ссылки
- Бербер С. Квон Ю. Томанек Д. Необычно высокая теплопроводность углеродных нанотрубок. Письма с физическими обзорами. 2000; 84: 4613
- Chen Q. et al. Альтернативный критерий оптимизации теплопередачи. Труды Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки, 2011; 467 (2128): 1012-1028.
- Cortes L. et al. 2010. Теплопроводность материалов. Симпозиум по метрологии.
- Кауфман В.К. Боте Д. Мейер С.Д. Теплоизоляционные свойства материалов одежды Qutdoor. Наука. 1982; 215 (4533): 690–691.
- Керн Д. 1965. Процессы теплопередачи. Макгроу Хилл.
- Merabia S. et al. Теплообмен от наночастиц: анализ соответствующего состояния. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 2009; 106 (36): 15113-15118.
- Салунхе П.Б. Джая Кришна Д. Исследования материалов, аккумулирующих скрытую теплоту, для солнечной воды и отопления помещений. Журнал хранения энергии. 2017; 12: 243-260.