Die Wärmeleitfähigkeit ist ein Maß für die Wärmeleitfähigkeit eines Materials. Die Wärmeübertragung erfolgt bei Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit mit einer geringeren Geschwindigkeit als bei Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit.
Vorwort
Die Wärmeleitfähigkeit (oft mit k, λ oder κ bezeichnet) bezieht sich auf die intrinsische Fähigkeit eines Materials, Wärme zu übertragen oder zu leiten.
Es ist eine der drei Methoden der Wärmeübertragung, die anderen beiden sind Konvektion und Strahlung.
Wärmeübertragungsprozesse können anhand geeigneter Geschwindigkeitsgleichungen quantifiziert werden.
Laut Wikipedia…
Wärmeleitfähigkeit eines Materials ist ein Maß für seine Fähigkeit, Wärme zu leiten. Bei Materialien mit niedrigem Wärmeleitfähigkeit tritt die Wärmeübertragung mit einer geringeren Geschwindigkeit auf als bei Materialien mit hohem Wärmeleitfähigkeit. Metalle haben beispielsweise typischerweise einen hohen Wärmeleitfähigkeit und sind sehr effizient bei der Wärmeleitung, während das Gegenteil für Isoliermaterialien der Fall ist.
Inhaltsverzeichnis
Sie können erwarten, dass dieser Artikel Folgendes behandelt:
- Was bedeutet Wärmeleitfähigkeit?
- Wärmeleitfähigkeit verwendet
- So reduzieren Sie Wärmeleitfähigkeit
- Wie wird Wärmeleitfähigkeit gemessen
- Kann Wärmeleitfähigkeit negativ sein?
- Wärmeleitfähigkeit vs. Spezifische Wärme
- Wärmeleitfähigkeit vs. Elektrische Leitfähigkeit
- Wärmeleitfähigkeit vs. Wärmeübergangskoeffizient
- Wärmeleitfähigkeit vs. Temperatur
- Wärmeleitfähigkeit vs. Diffusivität
- Wärmeleitfähigkeit vs. Wärmekapazität
- Wärmeleitfähigkeit vs. Wärmewiderstand
- Wie ändert sich Wärmeleitfähigkeit mit der Temperatur
- Ändert sich Wärmeleitfähigkeit mit der Dicke
- Wie kann man Wärmeleitfähigkeit einer Flüssigkeit erhalten
- So funktioniert der Wärmeleitfähigkeit-Detektor
- So konvertieren Sie Wärmeleitfähigkeit-Einheiten
- Berechnung von Wärmeleitfähigkeit
- Wärmeleitfähigkeitsgleichung
- Was ist Wärmeleitfähigkeit-Koeffizient
- So berechnen Sie den Wärmeübergangskoeffizienten aus Wärmeleitfähigkeit
- So berechnen Sie den Wärmewiderstand aus Wärmeleitfähigkeit
- Welches Material hat die höchste Wärmeleitfähigkeit
Was bedeutet Wärmeleitfähigkeit?
Die Wärmeleitfähigkeit kann als die Geschwindigkeit definiert werden, mit der Wärme durch Leitung durch eine Einheitsquerschnittsfläche eines Materials übertragen wird, wenn ein Temperaturgradient senkrecht zu der Fläche austritt.
Wärmeleitfähigkeit verwendet
Anwendungen für Kühlkörper.
Wenn ein Metall einen hohen Wärmeleitfähigkeit hat, wird es in Kühlkörperanwendungen verwendet.
Auf der anderen Seite, wenn das Metall einen niedrigen Wärmeleitfähigkeit hat, wird es in Wärmeisolierungsanwendungen verwendet.
Kann Wärmeleitfähigkeit negativ sein
Wärmeleitfähigkeit darf nicht negativ sein.
Wärmeleitfähigkeit vs. Spezifische Wärme
Die Wärmeleitfähigkeit ist die Fähigkeit, Wärme zu übertragen, während die spezifische Wärme die Fähigkeit ist, eine bestimmte Wärmemenge zu halten.
Wärmeleitfähigkeit vs. Elektrische Leitfähigkeit
Per Definition ist die elektrische Leitfähigkeit ein Maß dafür, wie gut elektrischer Strom (Ladung in Bewegung) unter dem Einfluss einer angelegten Spannung/eines elektrischen Felds durch ein Material fließen kann.
Die Wärmeleitfähigkeit misst, wie gut Wärme (in Bewegung befindliche Wärmeenergie) ein Material bei einem Temperaturunterschied passieren kann.
Wärmeleitfähigkeit vs. Wärmeübergangskoeffizient
Wärmeleitfähigkeit des Fluids hängt mit der räumlichen molekularen Diffusion von Wärme durch das Fluid zusammen.
Der konvektive Wärmeübergangskoeffizient bezieht sich auf den Wärmetransport aufgrund der Massenbewegung des Fluids über oder um einen Festkörper.
Wärmeleitfähigkeit vs. Temperatur
Die Temperatur auf Wärmeleitfähigkeit ist für Metalle und Nichtmetalle unterschiedlich.
Der Einfluss der Temperatur auf Wärmeleitfähigkeit ist für Metalle und Nichtmetalle unterschiedlich.
Bei Metallen ist die Wärmeleitfähigkeit hauptsächlich auf freie Elektronen zurückzuführen.
Bei Legierungen ist die Änderung der elektrischen Leitfähigkeit normalerweise kleiner und daher nimmt Wärmeleitfähigkeit mit der Temperatur zu, oft proportional zur Temperatur.
Wärmeleitfähigkeit vs. Diffusivität
Der Hauptunterschied zwischen Wärmeleitfähigkeit und Diffusivität besteht darin, dass Wärmeleitfähigkeit sich auf die Fähigkeit eines Materials zur Wärmeleitung bezieht, während sich die thermische Diffusivität auf die Messung der Wärmeübertragungsrate eines Materials von seinem heißen Ende zum kalten Ende bezieht.
Wärmeleitfähigkeit vs. Wärmekapazität
Die Wärmeleitfähigkeit beschreibt die Fähigkeit eines Materials, Wärme zu leiten, und die spezifische Wärmekapazität gibt an, wie viel Wärmeenergie in Abhängigkeit von Temperaturdifferenz und Masse „1“ aufgenommen oder abgegeben wird.
Wärmeleitfähigkeit vs. Wärmewiderstand
Die Wärmeleitfähigkeit ist eine Materialeigenschaft und beschreibt die Fähigkeit des jeweiligen Materials, Wärme zu leiten.
Der Wärmewiderstand ist eine weitere inhärente Wärmeeigenschaft eines Materials und ist das Maß dafür, wie ein Material einer bestimmten Dicke dem Wärmefluss widersteht.
Wie ändert sich Wärmeleitfähigkeit mit der Temperatur?
ALLGEMEIN nimmt der Wärmeleitfähigkeit von Gasen mit der Temperatur zu.
Die kinetische Gastheorie erklärt warum.
Die Wärmeleitfähigkeit von Flüssigkeiten nimmt mit steigender Temperatur ab, da sich die Flüssigkeit ausdehnt und sich die Moleküle auseinander bewegen.
Ändert sich Wärmeleitfähigkeit mit der Dicke?
Ändert sich nicht.
Die Wärmeübertragung in einem bestimmten Material hängt von der thermischen Eigenschaft (in diesem Fall Wärmeleitfähigkeit) und der Dicke dieses Materials ab.
Wie kann Wärmeleitfähigkeit einer Flüssigkeit erhalten werden?
Die Wärmeleitfähigkeit kann berechnet werden, indem der auf das Innenrohr aufgebrachte Wärmestrom durch die Temperaturverteilung innerhalb des im Rohr strömenden Fluids geteilt wird.
Daher misst man mit Thermoelementen die radialen Temperaturen in der Flüssigkeit und berechnet so Wärmeleitfähigkeit.
So funktioniert der Wärmeleitfähigkeit-Detektor
Durch zwei parallele Rohre, die beide Gas- und Heizschlangen enthalten.
Wärmeleitfähigkeitsdetektoren arbeiten nach dem Prinzip der Wärmeübertragung durch Konvektion (Gaskühlung).
Die Temperaturänderung eines beheizten RTD oder Thermistors, die durch Einwirkung eines Gasgemisches mit sich änderndem spezifischen Wärmewert verursacht wird, zeigt an, wenn eine neue Probenspezies die Chromatographiesäule verlässt.
Wärmeleitfähigkeitsgleichung
K = (QL)/(AΔT).
Jeder Stoff hat seine eigene Fähigkeit, Wärme zu leiten.
Die Wärmeleitfähigkeit eines Materials wird durch die folgende Formel beschrieben: K = (QL)/(AΔT), wobei K die Wärmeleitfähigkeit in W/m ist.
Was ist Wärmeleitfähigkeit-Koeffizient
Koeffizient von Wärmeleitfähigkeit : Der Koeffizient von Wärmeleitfähigkeit eines Materials ist definiert als die Wärmemenge, die pro Zeiteinheit durch einen Einheitswürfel des Materials geleitet wird, wenn seine gegenüberliegenden Seiten auf einem Temperaturunterschied von einem Grad gehalten werden.
So berechnen Sie den Wärmeübergangskoeffizienten aus Wärmeleitfähigkeit
K/Δx.
Die gebräuchlichste Methode besteht darin, Wärmeleitfähigkeit der Konvektionsflüssigkeit durch eine Längenskala zu dividieren.
Es ist auch üblich, den Koeffizienten mit der Nusselt-Zahl zu berechnen (eine von mehreren dimensionslosen Gruppen, die in der Fluiddynamik verwendet werden).
So berechnen Sie den Wärmewiderstand aus Wärmeleitfähigkeit
R = e/λ.
Der Wärmedurchlasswiderstand R (in m2.K / W) hängt von der Dämmstärke (e in Metern) und dem Wärmeleitfähigkeit (λ) des Materials ab: R = e / λ.
Welches Material hat die höchste Wärmeleitfähigkeit
Diamant
Diamant ist das führende wärmeleitende Material und hat 5x höhere Leitfähigkeitswerte als Kupfer.
Diamantatome bestehen aus einem einfachen Kohlenstoffrückgrat, das eine ideale Molekülstruktur für eine effektive Wärmeübertragung darstellt.
Video: Was ist Wärmeleitfähigkeit? | Physik...
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