A hővezető anyagok azok, amelyek lehetővé teszik a hő hatékony átvitelét egy (vagy folyékony) magas felületi hőmérséklettől és egy alacsonyabb hőmérséklettől.
Hővezető anyagokat különféle mérnöki alkalmazásokban használnak. A legfontosabb alkalmazások között szerepel a hűtőberendezés, a hőelvezető berendezés és általában minden olyan berendezés építése, amelynek folyamata során hőcserére van szükség.
Hővezetés egy anyagban
Azokat az anyagokat, amelyek nem jó hővezetők, szigetelőknek nevezzük. A leggyakrabban használt szigetelő anyagok a parafa és a fa.
Általános, hogy az olyan hővezető anyagok, amelyek jól hővezetnek, szintén jó elektromos vezetők. Néhány példa a hő- és villamosenergia-vezető anyagokra: többek között az alumínium, a réz és az ezüst.
Különböző anyagok és azok hővezetési tulajdonságai megtalálhatók a kémiai kézikönyvekben, amelyek összefoglalják az ezen anyagokon végzett kísérleti vezetési eredményeket.
Hővezetés
A vezetőképesség a hőátadás, amely ugyanazon anyag két rétege között, vagy olyan felületek között történik, amelyek érintkezésbe kerülnek két anyaggal, amelyek nem cserélnek anyagot.
Ebben az esetben az anyagok hőátadása a rétegek vagy a felületek közötti molekuláris ütközéseknek köszönhető.
A molekuláris sokkok lehetővé teszik a belső és kinetikus energia cseréjét az anyag atomjai között.
Így a nagyobb belső és kinetikus energiájú atomokkal rendelkező réteg vagy felület továbbítja az energiát az alacsonyabb energiájú rétegekbe vagy felületekbe, ezáltal növelve azok hőmérsékletét.
A különböző anyagok eltérő molekuláris szerkezettel rendelkeznek, ami azt eredményezi, hogy nem minden anyagnak van azonos a hővezetési képessége.
Hővezető
Az anyag vagy folyadék hővezető képességének kifejezésére a "hővezető képesség" fizikai tulajdonságot használják, amelyet általában k betű képvisel.
A hővezető képesség olyan tulajdonság, amelyet kísérletileg meg kell találni. A szilárd anyagok hővezető képességének kísérleti becslései viszonylag egyértelműek, de szilárd anyagok és gázok esetében az eljárás összetett.
Az anyagok és folyadékok hővezető képességét olyan anyagmennyiség esetén jelenítik meg, amelynek áramlási területe 1 négyzetláb, vastagsága 1 láb, egy órán keresztül 1 ° K hőmérsékleti különbséggel.
Hővezető anyagok
Noha elméletileg minden anyag képes hőátadásra, egyesek jobb vezetőképességgel rendelkeznek, mint mások.
A természetben vannak olyan anyagok, mint a réz vagy az alumínium, amelyek jó hővezetők, ám az anyagtudomány, a nanotechnológia és a műszaki megoldások lehetővé tették új vezetőképességű új anyagok létrehozását.
Míg a természetben megtalálható hővezető anyag, például réz hővezető képessége 401 W / Km, addig beszámoltak a szén nanocsövekből, amelyek hővezető képessége közel 6600 W / Km.
Különböző anyagok hővezető képességeit az alábbi táblázat tartalmazza:
Irodalom
- Berber S. Kwon Y. Tomanek D. A szén nanocsövek szokatlanul magas hővezető képessége. Fizikai értékelési levelek. 2000; 84: 4613
- Chen Q. és munkatársai. Alternatív kritérium a hőátadás optimalizálásában. A Királyi Társaság folyóiratai: Matematikai, fizikai és mérnöki tudományok, 2011; 467 (2128): 1012-1028.
- Cortes L. és mtsai. 2010. Anyagok hővezető képessége. Metrológiai szimpózium.
- Kaufman WC Bothe D. Meyer SD Qutdoor ruházat hőszigetelő képességei. Tudomány. 1982 215 (4533): 690–691.
- Kern D. 1965. Hőátadási folyamatok. McGraw domb.
- Merabia S. és mtsai. Hőátadás nanorészecskékből: megfelelő állapot-elemzés. Az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémia folyóiratai. 2009-ben; 106 (36): 15113-15118.
- Salunkhe PB Jaya Krishna D. Látens hőtároló anyagok vizsgálata napenergia víz és helyiségek fűtésére. Journal of Energy Storage. 2017-re; 12: 243-260.