Inhoud
- Fysieke eenheid
- Berekening van warmteoverdracht
- Thermische geleidbaarheid in metalen
- Thermische geleidbaarheid in aluminium
- Thermische geleidbaarheid in koper
Thermische geleidbaarheid is het vermogen van een materiaal om warmte te geleiden. Het omgekeerde is thermische weerstand, wat het vermogen is van een materiaal om te isoleren door geen warmte te geleiden. Goede geleiders zijn slechte isolatoren en goede isolatoren zijn slechte geleiders. Aluminium en koper hebben verschillende niveaus van thermische geleidbaarheid.
Fysieke eenheid
Thermische geleiding wordt meestal gemeten in Watt per Kelvin per meter. In dit gebruik is "watt" een eenheid van vermogen (dwz joules energie per seconde) en "Kelvin" is een eenheid van temperatuur.
Berekening van warmteoverdracht
Als u een steel heeft van een of ander materiaal met een thermische geleidbaarheid k, waarvan de lengte (in meters) L is, en waarvan het oppervlak aan de uiteinden (in vierkante meters) A is, en kent u het temperatuurverschil T (in graden Kelvin) tussen aan beide uiteinden is het mogelijk om de hoeveelheid energie (in watt) die door de staaf wordt overgebracht te voorspellen door K, T en A te vermenigvuldigen en te delen door L.
Thermische geleidbaarheid in metalen
De thermische geleidbaarheid van metalen hangt nauw samen met hun elektrische geleidbaarheid, omdat warmte ook kan worden aangestuurd door valentie-elektronen, die gemakkelijk in de meeste metalen kunnen bewegen. Aldus hebben metalen de neiging een hoge thermische geleidbaarheid te hebben en zijn derhalve geen goede isolatoren.
Thermische geleidbaarheid in aluminium
Zuiver aluminium heeft een warmtegeleidingsvermogen van ongeveer 235 watt per Kelvin per meter, terwijl de meeste aluminiumlegeringen een aanzienlijk lager warmtegeleidingsvermogen hebben, van 120 tot 180 watt per Kelvin per meter.
Thermische geleidbaarheid in koper
Puur koper heeft een thermische geleidbaarheid die aanzienlijk hoger is dan aluminium, van ongeveer 400 watt per Kelvin per meter. Het is dus duidelijk de beste keuze voor keukengerei. Het enige gewone metaal met een hogere thermische geleidbaarheid is zilver, met ongeveer 430 Watt per Kelvin per meter, maar zilver is te duur om in kookgerei te overwegen.