Τι είναι η θερμική αγωγιμότητα:
Η θερμική αγωγιμότητα είναι α φυσική ιδιότητα υλικών ή σωμάτων που καθορίζει την ικανότητα μεταφοράς θερμότητας με άμεση αγωγιμότητα και χωρίς ανταλλαγή υλικών.
Κάθε ύλη έχει μια συγκεκριμένη θερμική αγωγιμότητα που χαρακτηρίζει τη μεταφορά θερμότητας, η οποία ρέει πάντα αυθόρμητα και από υψηλότερη σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Επομένως, η θερμότητα μεταφέρεται από το ένα σώμα στο άλλο σώμα που βρίσκεται σε χαμηλότερη θερμοκρασία.
Τα σώματα αποτελούνται από άτομα και μόρια, επομένως, όταν ένα σώμα είναι ζεστό, τα άτομα και τα μόριά του κινούνται γρήγορα και μεταφέρουν την ενέργειά τους στο άλλο λιγότερο ζεστό σώμα. Είναι μια συνεχής μεταφορά ενέργειας έως ότου το αντικείμενο φτάσει στη θερμική ισορροπία.
Κατά συνέπεια, η μεταφορά θερμότητας από μια ύλη ή σώμα σε άλλο συνεπάγεται επίσης ανταλλαγή ενέργειας, στην περίπτωση αυτή παράγεται κινητική ενέργεια (ενέργεια που διαθέτει ένα σώμα ανάλογα με την κίνησή του).
Ωστόσο, υπάρχουν σώματα ή υλικά των οποίων η θερμική αγωγιμότητα είναι χαμηλή και παράγεται η αντίστροφη ιδιότητα της αγωγιμότητας, η οποία είναι θερμική αντίσταση. Δηλαδή, όσο χαμηλότερη είναι η θερμική αγωγιμότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η θερμομόνωση, για παράδειγμα, τα μέταλλα έχουν μεγαλύτερη ηλεκτρική αγωγιμότητα από τα αέρια.
Ηλεκτρική αγωγιμότητα
Η ηλεκτρική αγωγιμότητα είναι η ικανότητα σωμάτων ή υλικών να μεταφέρουν ηλεκτρική ενέργεια από το ένα σώμα στο άλλο. Αντίθετα, η θερμική αγωγιμότητα μεταφέρει θερμότητα.
Μεταφορά θερμικής ενέργειας
Οδήγηση: η θερμότητα μεταφέρεται με επαφή. Μέταλλα όπως αλουμίνιο ή σίδερο είναι εξαιρετικοί αγωγοί θερμότητας.
Μεταγωγή: η θερμότητα μεταδίδεται μέσω επαφής με μεταφορά του ίδιου υλικού που εκπέμπει θερμότητα.
Ακτινοβολία: Η θερμότητα μεταδίδεται μέσω ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, όπως η θερμότητα που φτάνει στη Γη μέσω ηλιακών κυμάτων.
Μονάδα μέτρησης θερμικής αγωγιμότητας
Στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων, η θερμική αγωγιμότητα μετριέται ως εξής: W / (K.m) (watt ανά Kelvin και μετρητής), που ισοδυναμεί με J / (s.K.m) (Joules ανά δευτερόλεπτο, Kelvin και μετρητής).
Η θερμική αγωγιμότητα αντιπροσωπεύεται από το ελληνικό γράμμα λ (lamda). Ωστόσο, στις Ηνωμένες Πολιτείες αντιπροσωπεύεται από το γράμμα k.
Θερμική αγωγιμότητα στα υλικά
Θερμική αγωγιμότητα σε μέταλλα: τα μέταλλα είναι καλοί αγωγοί θερμότητας, μεταξύ των πιο συνηθισμένων είναι το αλουμίνιο, ο χαλκός και ο σίδηρος. Μερικά μέταλλα είναι επίσης καλοί θερμικοί και ηλεκτρικοί αγωγοί.
Για παράδειγμα, ένα τηγάνι αλουμινίου τοποθετείται στην αναμμένη κουζίνα, όταν έρχεται σε άμεση επαφή με τη φωτιά που θερμαίνεται γρήγορα και επιτρέπει τη διεξαγωγή μαγειρέματος ορισμένων τροφίμων.
Θερμική αγωγιμότητα σε υγρά: Τα υγρά είναι επίσης καλοί αγωγοί θερμότητας, καθώς δημιουργούνται συνδετικά ρεύματα μεταξύ των μορίων νερού και με αυτόν τον τρόπο τα κρύα και καυτά μόρια αναμιγνύονται έως ότου όλα έχουν την ίδια θερμοκρασία.
Για παράδειγμα, όταν ένα κρύο κουταλάκι του γλυκού τοποθετείται σε ένα μπολ με ζεστή σούπα, το υγρό θα θερμαίνει τα ασημικά με βάση τη θερμοκρασία του.
Θερμική αγωγιμότητα σε αδιαβατικά υλικά: Είναι υλικά των οποίων οι ιδιότητες χαρακτηρίζονται από το ότι είναι φτωχοί θερμικοί αγωγοί. Αυτά τα υλικά περιλαμβάνουν μαλλί, ξύλο, χαρτί, πλαστικό, φίμπεργκλας και φελλό.
Για παράδειγμα, το ξύλο λειτουργεί ως μονωτής θερμότητας όταν τοποθετείται στη λαβή των ταψιών ή των δοχείων, για να αποφευχθεί η καύση των χεριών σας όταν κρατάτε αυτά τα καυτά αντικείμενα.
Επίσης, ορισμένα από αυτά τα υλικά χρησιμοποιούνται στην κατασκευή σπιτιών με σκοπό τη διατήρηση των εσωτερικών θερμοκρασιών και την αποτροπή της ταχείας αλλαγής. Κατά τη χειμερινή περίοδο, αυτοί οι μονωτές διατηρούν τις εσωτερικές θερμοκρασίες του σπιτιού σταθερές.
