Najlepsze pytania
Chronologia
Czat
Perspektywa

Przewodność cieplna

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii

Remove ads

Przewodność cieplna (właściwa), przewodnictwo cieplne (właściwe), współczynnik przewodzenia ciepła, współczynnik przewodności cieplnej, współczynnik przewodnictwa cieplnego (symbol: lub k) – właściwość fizyczna ciała opisująca zdolność substancji do przekazywania energii wewnętrznej przez przewodzenie ciepła. W tych samych warunkach więcej ciepła przepłynie przez substancję o większej przewodności cieplnej.

Remove ads

Definicja współczynnik przewodności cieplnej

Podsumowanie
Perspektywa

Dla ustalonego przepływu ciepła przez ciało w kształcie prostopadłościanu, które nie gromadzi ani nie wydziela ciepła, przewodzącego ciepło między przeciwległymi ściankami, ilość przekazanej energii cieplnej jest proporcjonalna do powierzchni przekroju poprzecznego przegrody różnicy temperatur w kierunku przewodzenia ciepła, czasu przepływu ciepła oraz jest odwrotnie proporcjonalna do grubości przegrody czyli

gdzie: – współczynnik przewodności cieplnej.

Z powyższego wynika wzór:

Jednostką współczynnika przewodzenia ciepła w układzie SI jest

Współczynnik ten zależy od substancji, w której ciepło przepływa.

Wyżej wymienione wzory są prawdziwe dla wymiany ciepła odbywającej się tylko przez jednorodną przegrodę cieplną oraz w warunkach takich, że nie występuje ani promieniowanie cieplne, ani konwekcja (te ostatnie dwa zjawiska nie są proporcjonalne do różnicy temperatur, ale zależą od innych fizycznych parametrów ciał).

W technice, szczególnie w budownictwie, model ten przyjmuje się dla przegród cieplnych w budowlach, w których oprócz przewodnictwa zachodzi na ich granicy konwekcja i promieniowanie.

Remove ads

Strumień ciepła

Podsumowanie
Perspektywa

Strumień ciepła, czyli iloraz ilości ciepła do czasu trwania jego przepływu, określony dla powyższych warunków, wyrażony jest przez równania różniczkowe:

gdzie: gradient temperatury, czyli wektor, wskazujący na kierunek najszybszego spadku temperatury w danym punkcie:

W ośrodkach anizotropowych przewodzenie ciepła zależy od kierunku jego przepływu i może mieć inny kierunek niż gradient temperatury. Zależności takie dla stanu ustalonego można wyrazić przyjmując, że współczynnik przewodzenia ciepła jest tensorem drugiego rzędu[1].

Remove ads

Właściwości

Podsumowanie
Perspektywa

Współczynnik przewodzenia ciepła nie jest wielkością stałą, zależy od takich czynników jak m.in.: struktura ciała, ciśnienie, temperatura, gęstość, czy też wilgotność. Przy czym przy przeprowadzaniu obliczeń z zakresu wymiany ciepła najistotniejsza jest znajomość zależności współczynnika od temperatury.

W ciałach stałych przewodzenie ciepła zachodzi poprzez ruch swobodnych elektronów (głównie dla metali) oraz drgania atomów w sieci krystalicznej (dla dielektryków). Największymi wartościami współczynnika przewodzenia ciepła charakteryzują się metale, które są najlepszymi przewodnikami elektryczności. Dla dielektryków wartość waha się w granicach od 0,02 do 3,0 W/(m·K). Dlatego też materiały te stosowane są jako izolacje cieplne.

Stosunkowe niskie wartości współczynnika posiadają gazy oraz ciecze, gdzie mechanizm przewodzenia ciepła opiera się na zderzeniach cząstek oraz dyfuzji. Z tego względu materiały stosowane do izolacji często posiadają pory wypełnione powietrzem lub innym gazem.

Przeprowadzając obliczenia inżynierskie, przyjmuje się uśrednione wartości współczynnika przewodzenia ciepła podawane w tablicach[2].

Więcej informacji Materiał, Przewodność cieplna W/(m·K) ...

Uwaga: Podane współczynniki przewodności cieplnej obowiązują dla temperatury 20 °C i wilgotności względnej 50%.

Remove ads

Zobacz też

Przypisy

Loading related searches...

Wikiwand - on

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

Remove ads