Toplinska vodljivost
From Wikipedia, the free encyclopedia
Toplinska vodljivost ili toplinska provodnost (oznaka: λ) je fizikalna veličina koja opisuje kako toplina prolazi kroz tvari. Ovisi o vrsti, strukturi, gustoći, vlažnosti i temperaturi tvari i određuje se pokusima (eksperimentalno):
gdje je: Q - toplina, l - duljina vodiča, S - ploština presjeka toplinskoga vodiča okomita na smjer širenja topline, t - vrijeme vođenja topline, a ΔT - razlika temperatura na krajevima toplinskoga vodiča. Ako je toplinska provodnost malena, tvar je toplinski izolator, ako je velika, tvar je toplinski vodič. Mjerna je jedinica toplinske provodnosti vat po kelvinu i metru (W/mK).[1]
Toplinska vodljivost tvari jednaka je količini topline koju provodi kroz jedinicu površine, u jedinici vremena, pri standardnim uvjetima, a da se pritom vrijednost temperature smanji za jedan stupanj (1 K) na jedinici puta u smjeru strujanja topline. Ovisi o svojstvima tvari koja provodi toplinu. Jedinica za toplinsku vodljivost je W/mK.[2]
Prijenos topline između tijela različitih temperatura vrši se na tri osnovna načina.
- izmjena topline konvekcijom;
- izmjena topline provođenjem;
- izmjena topline toplinskim zračenjem.
Izmjena topline konvekcijom vrši se sudarom, odnosno međusobnim djelovanjem molekula različite prosječne brzine, pri čemu se kinetička energija molekula veće prosječne brzine, zbog sudara s molekulama manje prosječne brzine jednim dijelom pretvara u toplinsku energiju. Kod povezanih, ali ustitranih molekula krutih tijela i kod električnih izolatora provođenje topline vrši se longitudinalnim titrajima atoma, a kod električnih vodiča ono se vrši gibanjem elektrona. Takav intermolekularni način prijelaza topline zovemo provođenjem topline ili kondukcija topline. Ono ovisi o fizikalnim svojstvima dotičnog tijela.