Toplotna provodljivost

Toplotna provodljivost ili toplotna kondukcija, , 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

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)

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

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

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

Materijal
Toplotna provodljivost
(W/(m · K))
Dijamant1000-2600
Srebro406
Bakar385
Zlato320
Aluminij205
Mesing109
Platina70
Čelik50.2
Olovo34.7
Živa8.3
Kvarc8
Led1.6
Staklo0.8
Voda0.6
Drvo0.04-0.12
Vuna0.05
Stiropor0.038
Vazduh (300 K, 100 kPa)0.026

Praktična primjena

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].

Također pogledajte

Reference

Vanjski linkovi