Toplotna provodljivost

Sa Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na: navigacija, traži

Toplotna provodljivost ili toplotna kondukcija, k, je fizikalna konstanta koja označava sposobnost određenog materijala da provodi toplotu. Pojavljuje se prvenstveno u Fourierovom zakonu kondukcije. Prijenos toplote preko materijala visoke toplotne provodljivosti je puno brži od prijenosa preko materijala sa niskom provodljivosti. U tom smislu materijali sa visokom termalnom provodljivosti se koriste u uređajima za hlađenje, dok se materijali sa niskom provodljivosti koriste kao toplotni izolatori.

Toplotna provodljivost materijala zavisi od njegovog hemijskog sastava, građe, agregatnog stanja, kao i okolne temperature te pritiska. Općenito uzevši, materijali bolje provode toplotu kada se prosječna okolna temperatura poveća[1].

Definicija[uredi | uredi izvor]

Toplotna provodljivost je količina toplote, Q, koja se za vrijeme t sprovede kroz supstanciju na rastojanju L, u pravcu normalnom na poprečni presjek površine S, usljed temperaturne razlike ΔT, u stacionarnim uvjetima i kada je prijenos toplote uzrokovan isključivo temperaturnom razlikom.

toplotna provodljivost = količina provedene toplote × rastojanje / (površina × temperaturna razlika)
k=\frac{Q}{t}\times\frac{L}{S\times\Delta T}

Količina toplote koja se prenese u jedinici vremena je zavisna od toplotne provodljivosti, i u diferencijalnom obliku se može predstaviti:

\frac{dQ}{dt}=k S \frac{dT}{dx}

gdje je:

  • dT/dx - gradijant temperature
  • S - površina kroz koju prolazi toplota
  • k - konstanta toplotne provodljivosti.

Jedinica za toplotnu provodljivost u SI sistemu je W/(m · K) = W m-1 K-1 (vat kroz metar-kelvin).

Spisak toplotnih provodljivosti[uredi | uredi izvor]

Približna vrijednost toplotne provodljivosti nekih materijala je dat u sljedećoj tabeli:

Materijal
Toplotna provodljivost
(W/(m · K))
Dijamant 1000-2600
Srebro 406
Bakar 385
Zlato 320
Aluminij 205
Mesing 109
Platina 70
Čelik 50.2
Olovo 34.7
Živa 8.3
Kvarc 8
Led 1.6
Staklo 0.8
Voda 0.6
Drvo 0.04-0.12
Vuna 0.05
Stiropor 0.038
Vazduh (300 K, 100 kPa) 0.026

Praktična primjena[uredi | uredi izvor]

Za građevinske materijale navodi se sposobnost izolacije kao vrijednost toplotne kondukcije. U tom kontekstu se ta vrijednost označava sa λ i naziva lambda vrijednost. Vrlo često se taj broj nalazi na specifikacijama izolacionih materijala. Što je taj broj manji, to je materijal za toplotnu izolaciju bolji[2].

Reference[uredi | uredi izvor]

Vanjski linkovi[uredi | uredi izvor]

Commons logo
U Wikimedijinom spremniku se nalazi još materijala vezanih uz: