วัสดุนำความร้อนคืออะไร
วัสดุนำความร้อน คือ วัสดุ ที่อนุญาตให้ถ่ายโอนความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพระหว่างพื้นผิว (หรือของเหลว) ที่มีอุณหภูมิสูงและอีกอุณหภูมิที่ต่ำกว่า
วัสดุนำความร้อนถูกนำไปใช้ในงานวิศวกรรมต่างๆ ในการใช้งานที่สำคัญที่สุดคือการสร้างอุปกรณ์ทำความเย็นอุปกรณ์ระบายความร้อนและโดยทั่วไปอุปกรณ์ใด ๆ ที่ต้องแลกเปลี่ยนความร้อนในกระบวนการ
วัสดุที่ไม่ใช่ตัวนำความร้อนที่ดีนั้นเรียกว่าฉนวน ในบรรดาวัสดุฉนวนที่ใช้กันมากที่สุดคือไม้ก๊อกและไม้
เป็นเรื่องปกติที่วัสดุที่นำความร้อนได้ดีก็เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีเช่นกัน
ตัวอย่างของวัสดุนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดี ได้แก่ อลูมิเนียมทองแดงและเงิน
วัสดุที่แตกต่างกันและคุณสมบัติการนำความร้อนนั้นสามารถพบได้ในคู่มือเคมีที่สรุปผลการทดลองที่เกิดขึ้นในวัสดุเหล่านี้
การนำความร้อน
การนำความร้อนคือการถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างสองชั้นของวัสดุเดียวกันหรือระหว่างพื้นผิวในการติดต่อของสองวัสดุที่ไม่แลกเปลี่ยนเรื่อง
ในกรณีนี้การถ่ายเทความร้อนในวัสดุต้องขอบคุณการชนกันของโมเลกุลที่เกิดขึ้นระหว่างชั้นหรือพื้นผิว
แรงกระแทกระดับโมเลกุลช่วยให้สามารถแลกเปลี่ยนพลังงานภายในและพลังงานจลน์ระหว่างอะตอมของวัสดุ
ดังนั้นชั้นหรือพื้นผิวที่มีอะตอมของพลังงานภายในที่สูงขึ้นและพลังงานจลน์จะถูกส่งไปยังชั้นหรือพื้นผิวของพลังงานที่ต่ำกว่าซึ่งจะเป็นการเพิ่มอุณหภูมิของสิ่งเหล่านี้
วัสดุที่แตกต่างกันมีโครงสร้างโมเลกุลที่แตกต่างกันซึ่งหมายความว่าวัสดุทุกชนิดไม่สามารถทำการถ่ายเทความร้อนได้
การนำความร้อน
เพื่อแสดงความสามารถของวัสดุหรือของเหลวในการนำความร้อนคุณสมบัติทางกายภาพของ "การนำความร้อน" ถูกนำมาใช้ซึ่งมักจะแสดงโดยตัวอักษร k
การนำความร้อนเป็นคุณสมบัติที่ต้องพบทดลอง การประเมินค่าการนำความร้อนสำหรับวัสดุแข็งนั้นค่อนข้างง่าย แต่กระบวนการนี้มีความซับซ้อนสำหรับของแข็งและก๊าซ
ค่าการนำความร้อนสำหรับวัสดุและของไหลถูกรายงานสำหรับปริมาณของวัสดุที่มีพื้นที่การไหล 1 ตารางฟุตความหนา 1 ฟุตเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงที่ความแตกต่างของอุณหภูมิ 1 °เค
วัสดุนำความร้อน
แม้ว่าในทางทฤษฎีวัสดุทั้งหมดสามารถถ่ายโอนความร้อนได้ แต่บางวัสดุก็มีการนำความร้อนได้ดีกว่าวัสดุอื่น
ในธรรมชาติมีวัสดุเช่นทองแดงหรืออลูมิเนียมที่เป็นตัวนำความร้อนที่ดีอย่างไรก็ตามวัสดุศาสตร์นาโนเทคโนโลยีและวิศวกรรมได้อนุญาตให้สร้างวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติการขับขี่ที่ดี
ในขณะที่วัสดุตัวนำความร้อนเช่นทองแดงที่พบในธรรมชาติมีค่าการนำความร้อน 401 W / K m, ท่อนาโนคาร์บอนที่ผลิตด้วยตัวนำความร้อนใกล้ 6600 W / K m ได้รับรายงาน
ค่าการนำความร้อนสำหรับวัสดุต่าง ๆ สามารถดูได้ในตารางต่อไปนี้:
