Izolator termiczny a przewodnik termiczny
Izolatory termiczne i przewodniki ciepła można traktować jako dwie proste klasyfikacje materiałów. Izolacja cieplna i przewodnictwo cieplne to bardzo ważne tematy, jeśli chodzi o ciepło i termodynamikę. Koncepcje te odgrywają ogromną rolę w badaniach kosmosu, przemyśle, maszynach, mechanice silników, elektrotechnice, produkcji sprzętu elektronicznego, projektowaniu budynków i architekturze, a nawet w gotowaniu. Aby dobrze zrozumieć te dziedziny, niezbędne jest dobre zrozumienie przewodnictwa cieplnego i izolacji termicznej. W tym artykule omówimy, czym jest przewodność cieplna i izolacja cieplna, czym są przewodniki i izolatory termiczne, jakie są ich podobieństwa, jakie są praktyczne zastosowania tych materiałów i wreszcie ich różnice.
Przewodniki termiczne
Aby zrozumieć, czym jest przewodnik ciepła, musimy najpierw zrozumieć, czym jest przewodnictwo cieplne. Przewodnictwo cieplne to proces przenoszenia energii cieplnej (ciepła) z jednego miejsca do drugiego w wyniku gradientu temperatury. Aby zapewnić transfer energii cieplnej, między tymi dwoma punktami musi występować gradient temperatury. Transfer energii odbywa się do momentu, gdy temperatury są równe (tj. Gradient temperatury wynosi zero). Przewodnik cieplny to materiał, który zapewni dobry współczynnik przenikania energii cieplnej z powodu dowolnego gradientu temperatury. Teoretycznie idealny przewodnik ciepła umożliwi przenoszenie ciepła nawet przy zerowym gradiencie temperatury, a czas potrzebny do osiągnięcia równowagi termicznej będzie wynosił zero. Ale nie ma idealnych przewodników ciepła. Zwykle metale są dobrymi przewodnikami ciepła, podczas gdy tworzywa sztuczne i polimery nie. Ale zawsze są wyjątki. Chłodnica samochodu składa się z dobrych przewodników ciepła. W ten sposób maksymalizując tempo wytwarzania energii i utrzymując silnik w niskiej temperaturze. Patelnia jest wykonana z przewodników ciepła, aby dostarczyć maksymalną energię do gotowanego przedmiotu. W urządzeniach elektronicznych i elektrycznych elementy o dużej mocy wyjściowej są chronione radiatorem, który pochłania ciepło z elementu i uwalnia je do powietrza.który pochłonie ciepło z elementu i uwolni je do powietrza.który pochłonie ciepło z elementu i uwolni je do powietrza.
Izolatory termiczne
Doskonały izolator termiczny to materiał, który nie pozwala na przenoszenie energii cieplnej z powodu jakiegokolwiek gradientu temperatury. Idealny izolator termiczny wymagałby nieskończonego czasu, aby dojść do równowagi termicznej. Jednak w praktyce izolator termiczny zawsze umożliwia przenoszenie ciepła, ale w znikomym stopniu. Większość tworzyw sztucznych i polimerów jest dobrymi izolatorami termicznymi. Istnieje wiele zastosowań izolacji termicznej. Przedział pasażerski samochodu jest w większości izolowany termicznie, aby uniknąć ciepła z zewnątrz i ciepła z silnika ogrzewającego wnętrze. Specjalne cegły izolujące ciepło są zamontowane na brzuchu promu kosmicznego, aby chronić wnętrze przed nagrzewaniem się podczas powrotu. Budynek, który jest izolowany termicznie, może być bardzo przydatny w obniżaniu kosztów,ponieważ zużywa praktycznie zero energii, aby utrzymać chłód lub ciepło budynku.
Jaka jest różnica między izolatorem termicznym a przewodem?
• Izolatory termiczne nie przenoszą energii, ale przewodniki ciepła tak.
• Izolatory termiczne składają się przeważnie z dużych łańcuchów cząsteczek, które nie są w stanie wibrować z powodu energii cieplnej, ale większość przewodników ciepła składa się z pojedynczych atomów lub związków w kształcie siatki, które są w stanie wibrować.
Powiązany temat:
Różnica między przewodnikiem elektrycznym a izolatorem
