วัสดุนำความร้อนคืออะไร

วัสดุนำความร้อน คือสิ่งที่อนุญาตให้ความร้อนถ่ายโอนอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างพื้นผิว (หรือของเหลว) ที่มีอุณหภูมิสูงและอุณหภูมิที่ต่ำกว่า.

วัสดุนำความร้อนถูกนำไปใช้ในงานวิศวกรรมต่างๆ ในการใช้งานที่สำคัญที่สุดคือการสร้างอุปกรณ์ทำความเย็นอุปกรณ์ระบายความร้อนและโดยทั่วไปอุปกรณ์ใด ๆ ที่ต้องแลกเปลี่ยนความร้อนในกระบวนการของพวกเขา.

วัสดุที่ไม่ใช่ตัวนำความร้อนที่ดีนั้นเรียกว่าฉนวน ในบรรดาวัสดุฉนวนที่ใช้มากที่สุดคือไม้ก๊อกและไม้.

เป็นเรื่องปกติที่วัสดุที่นำความร้อนได้ดีนั้นก็เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเช่นกัน.

ตัวอย่างของวัสดุนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดี ได้แก่ อลูมิเนียมทองแดงและเงิน.

วัสดุที่แตกต่างกันและคุณสมบัติการนำความร้อนนั้นสามารถพบได้ในคู่มือเคมีที่สรุปผลการทดลองในวัสดุเหล่านี้.

การนำความร้อน

การนำคือการถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างสองชั้นของวัสดุเดียวกันหรือระหว่างพื้นผิวที่สัมผัสกับวัสดุสองชนิดที่ไม่แลกเปลี่ยนสสาร.

ในกรณีนี้การถ่ายเทความร้อนในวัสดุจะเกิดขึ้นเนื่องจากการกระแทกของโมเลกุลที่เกิดขึ้นระหว่างชั้นหรือพื้นผิว.

แรงกระแทกระดับโมเลกุลช่วยให้สามารถแลกเปลี่ยนพลังงานภายในและพลังงานจลน์ระหว่างอะตอมของวัสดุ.

ดังนั้นชั้นหรือพื้นผิวที่มีอะตอมของพลังงานภายในที่สูงขึ้นและพลังงานจลน์โอนไปยังชั้นหรือพื้นผิวของพลังงานที่ต่ำกว่าซึ่งจะเป็นการเพิ่มอุณหภูมิของสิ่งเหล่านี้.

วัสดุที่แตกต่างกันมีโครงสร้างโมเลกุลที่แตกต่างกันซึ่งหมายความว่าวัสดุทุกชนิดไม่สามารถทำการถ่ายเทความร้อนได้.

การนำความร้อน

เพื่อแสดงความสามารถของวัสดุหรือของไหลที่จะนำความร้อนคุณสมบัติทางกายภาพของ "การนำความร้อน" ถูกนำมาใช้ซึ่งมักจะแสดงด้วยตัวอักษร k.

การนำความร้อนเป็นคุณสมบัติที่ต้องพบทดลอง การประมาณค่าการนำความร้อนสำหรับวัสดุแข็งนั้นค่อนข้างง่าย แต่กระบวนการนี้มีความซับซ้อนสำหรับของแข็งและก๊าซ.

ค่าการนำความร้อนสำหรับวัสดุและของไหลถูกรายงานสำหรับปริมาณของวัสดุที่มีพื้นที่การไหล 1 ตารางฟุตความหนา 1 ฟุตเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงที่อุณหภูมิแตกต่าง 1 ° K.

วัสดุนำความร้อน

แม้ว่าในทางทฤษฎีวัสดุทั้งหมดสามารถถ่ายโอนความร้อนได้ แต่วัสดุบางชนิดมีการนำความร้อนได้ดีกว่าวัสดุอื่น.

ในธรรมชาติมีวัสดุเช่นทองแดงหรืออลูมิเนียมที่เป็นตัวนำความร้อนที่ดีอย่างไรก็ตามวัสดุศาสตร์นาโนเทคโนโลยีและวิศวกรรมได้อนุญาตให้สร้างวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติการขับขี่ที่ดี.

ในขณะที่วัสดุตัวนำความร้อนเช่นทองแดงที่พบในธรรมชาติมีค่าการนำความร้อน 401 W / K m, ท่อนาโนคาร์บอนที่ผลิตด้วยตัวนำความร้อนใกล้ 6600 W / K m.

ค่าการนำความร้อนสำหรับวัสดุต่าง ๆ สามารถดูได้ในตารางต่อไปนี้:

การอ้างอิง

1. Berber S. Kwon Y. Tomanek D. ค่าการนำความร้อนที่ผิดปกติและสูงของท่อนาโนคาร์บอน จดหมายแสดงความคิดเห็นทางกายภาพ 2000 84: 4613
2. เฉิน Q. และคณะ เกณฑ์ทางเลือกในการเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน การดำเนินการของราชสมาคม A: คณิตศาสตร์วิทยาศาสตร์กายภาพและวิศวกรรมศาสตร์ 2554; 467 (2128): 1012-1028.
3. Cortes L. et al. 2010 การนำความร้อนของวัสดุ สัมมนามาตรวิทยา.
4. Kaufman W. C. Bothe D.Meyer S.D. ความสามารถในการเป็นฉนวนความร้อนของวัสดุเสื้อผ้า Qutdoor. วิทยาศาสตร์ 1982; 215 (4533): 690-691.
5. Kern D. 1965 กระบวนการถ่ายเทความร้อน เนินเขา McGraw.
6. Merabia S. et al. การถ่ายเทความร้อนจากอนุภาคนาโน: การวิเคราะห์สถานะที่สอดคล้องกัน การดำเนินการของ National Academy of Sciences ของสหรัฐอเมริกา 2009; 106 (36): 15113-15118.
7. Salunkhe P. B. Jaya Krishna D. การตรวจสอบวัสดุเก็บความร้อนที่ซ่อนเร้นสำหรับการใช้งานน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์และการใช้พื้นที่ร้อน วารสารการจัดเก็บพลังงาน 2017; 12: 243-260.