У проводницима загреје су они који омогућавају топлота да се пренесе ефикасно од једног (или течност) високој температури површине и нижу температуру.
Материјали за проводјење топлоте користе се у различитим инжењерским применама. Међу најзначајнијим применама су израда расхладне опреме, опреме за расподелу топлоте и уопште било која опрема која захтева размену топлоте у својим процесима.
Провод топлоте у материјалу
Они материјали који нису добри проводници топлоте познати су као изолатори. Међу најкоришћеније изолационе материјале су плута и дрво.
Уобичајено је да су материјали који добро одржавају топлоту такође добри проводници електричне енергије. Неки примери добрих проводљивих материјала за топлотну и електричну енергију су алуминијум, бакар и сребро, између осталих.
Различити материјали и њихова одговарајућа својства топлотне проводљивости могу се наћи у приручницима за хемију који резимирају резултате експерименталне проводљивости изведене на тим материјалима.
Проводљивост топлоте
Проводјење је пренос топлоте који настаје између два слоја истог материјала или између површина у додиру са два материјала који не размењују материју.
У овом случају до преноса топлоте у материјалима долази захваљујући молекулским сударима који настају између слојева или површина.
Молекуларни шокови омогућавају размену унутрашње и кинетичке енергије између атома материјала.
Тако слој или површина са атомима више унутрашње и кинетичке енергије преносе енергију на слојеве или површине ниже енергије, повећавајући на тај начин њихову температуру.
Различити материјали имају различите молекуларне структуре због чега немају сви материјали једнаку способност провођења топлоте.
Топлотна проводљивост
Да би се изразила способност материјала или течности да проводе топлоту, користи се физичко својство „топлотна проводљивост“, које је обично представљено словом к.
Топлотна проводљивост је својство које се мора експериментално пронаћи. Експерименталне процене топлотне проводљивости за чврсте материјале су релативно једноставне, али поступак је сложен за чврсте материје и гасове.
Извештава се о топлотној проводљивости материјала и течности за количину материјала са површином протока од 1 квадратног метра, дебљине 1 стопа, током једног сата, при температурној разлици од 1 ° К.
Топло проводљиви материјали
Иако у теорији сви материјали могу преносити топлоту, неки имају бољу проводљивост од других.
У природи постоје материјали попут бакра или алуминијума који су добри проводници топлоте, међутим наука о материјалу, нанотехнологија и инжењеринг омогућиле су стварање нових материјала са добрим проводним својствима.
Док материјал за проводјење топлоте као што је бакар, који се налази у природи, има топлотну проводљивост од 401 В / К м, пријављене су угљеничне наноцевке произведене са топлотном проводљивошћу близу 6600 В / К м.
Вредности топлотне проводљивости за различите материјале могу се видети у следећој табели:
Референце
- Бербер С. Квон И. Томанек Д. Необично висока топлотна проводљивост угљеничних наноцевки. Физички прегледи Писма. 2000; 84: 4613
- Цхен К. и др. Алтернативни критеријум у оптимизацији преноса топлоте. Зборник радова Краљевског друштва А: Математичке, физичке и инжењерске науке. 2011; 467 (2128): 1012-1028.
- Цортес Л. и др. 2010. Топлотна проводљивост материјала. Метролошки симпозијум.
- Кауфман ВЦ Ботхе Д. Меиер СД Топлотно-изолационе могућности материјала за одећу на отвореном. Наука. 1982; 215 (4533): 690–691.
- Керн Д. 1965. Процеси преноса топлоте. МцГрав Хилл.
- Мерабиа С. ет ал. Пренос топлоте из наночестица: одговарајућа анализа стања. Зборник радова Националне академије наука Сједињених Америчких Држава. 2009; 106 (36): 15113-15118.
- Салункхе ПБ Јаиа Крисхна Д. Испитивања материјала за латентно складиштење топлоте за соларну употребу воде и простора. Часопис за складиштење енергије. 2017; 12: 243-260.