Mikä on lämmönjohtavuus:
Lämmönjohtavuus on a materiaalien tai kappaleiden fyysinen ominaisuus, joka määrittää kyvyn kuljettaa lämpöä suoralla johtamisella ja ilman materiaalinvaihtoa.
Jokaisella aineella on erityinen lämmönjohtavuus, joka luonnehtii lämmön siirtymistä, joka virtaa aina spontaanisti ja korkeammasta alempaan lämpötilaan. Siksi lämpö siirtyy kehosta toiseen kehoon, joka on alemmassa lämpötilassa.
Rungot koostuvat atomista ja molekyyleistä, joten kun yksi runko on kuuma, sen atomit ja molekyylit liikkuvat nopeasti ja kuljettavat energiansa toiseen vähemmän kuumaan kappaleeseen. Se on jatkuva energiansiirto, kunnes esine saavuttaa lämpötasapainon.
Tämän seurauksena lämmön kuljettaminen yhdestä aineesta tai kehosta toiseen sisältää myös energianvaihdon, tässä tapauksessa tuotetaan kineettistä energiaa (energiaa, jota keholla on liikkeensa mukaan).
On kuitenkin kappaleita tai materiaaleja, joiden lämmönjohtavuus on pieni ja syntyy johtamisen käänteinen ominaisuus, joka on lämpöresistiivisyys. Toisin sanoen mitä alhaisempi lämmönjohtavuus, sitä suurempi on lämmöneristys, esimerkiksi metallien sähkönjohtavuus on suurempi kuin kaasuilla.
Sähkönjohtavuus
Sähkönjohtavuus on kappaleiden tai materiaalien kyky kuljettaa sähköenergiaa kehosta toiseen. Päinvastoin, lämmönjohtavuus kuljettaa lämpöä.
Lämpöenergian siirto
Ajo: lämpö kulkeutuu kosketuksella. Metallit, kuten alumiini tai rauta, ovat erinomaisia lämmönjohtimia.
Konvektio: lämpö siirtyy kosketuksessa saman aineen siirron kanssa, joka tuottaa lämpöä.
Säteily: lämpö välittyy sähkömagneettisten aaltojen kautta, kuten lämpö, joka saavuttaa Maan aurinkoaaltojen kautta.
Lämmönjohtavuuden mittayksikkö
Kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä lämmönjohtavuus mitataan seuraavasti: W / (K.m) (wattia / Kelvin ja metri), joka vastaa J / (s.K.m) (joulea sekunnissa, Kelvin ja metri).
Lämmönjohtavuutta edustaa kreikkalainen kirjain λ (lamda). Yhdysvalloissa sitä edustaa kuitenkin kirjain k.
Materiaalien lämmönjohtavuus
Lämmönjohtavuus metallissa: metallit ovat hyviä lämmönjohtimia, yleisimpiä ovat alumiini, kupari ja rauta. Jotkut metallit ovat myös hyviä lämpö- ja sähköjohtimia.
Esimerkiksi alumiininen paistinpannu asetetaan valaistuun keittiöön, kun se joutuu suoraan kosketukseen tulen kanssa, se lämpenee nopeasti ja mahdollistaa joidenkin ruokien kypsentämisen.
Lämmönjohtavuus nesteissä: Nesteet ovat myös hyviä lämmönjohtimia, koska vesimolekyylien välillä syntyy kytkentävirtoja ja tällä tavalla kylmä ja kuuma molekyylit sekoittuvat, kunnes niillä kaikilla on sama lämpötila.
Esimerkiksi kun kylmä tl asetetaan kulhoon kuumaa keittoa, neste lämmittää hopeaesineet lämpötilan perusteella.
Lämmönjohtavuus adiabaattisissa materiaaleissa: Ne ovat materiaaleja, joiden ominaisuuksille on ominaista heikko lämmönjohdin. Näitä materiaaleja ovat villa, puu, paperi, muovi, lasikuitu ja korkki.
Esimerkiksi puu toimii lämmöneristeenä, kun se asetetaan pannujen tai kattiloiden kahvaan, jotta kädet eivät palaisi, kun pidät kiinni näistä kuumista esineistä.
Myös joitain näistä materiaaleista käytetään talojen valmistuksessa sisäisten lämpötilojen ylläpitämiseksi ja niiden nopean muutoksen estämiseksi. Talvikaudella nämä eristimet pitävät kodin sisäiset lämpötilat vakaina.
