Inhalt
- Definition der Wärmeleitfähigkeit
- Einheit der Wärmeleitfähigkeit
- Wärmeleitfähigkeitsformel
- Wärmeleitfähigkeit von Wasser
- Wärmeleitfähigkeit von Luft
- Wärmediffusion
- Wärmeleitfähigkeit von Aluminium
- Blitzmethode Wärmeleitfähigkeit
- So messen Sie die Wärmeleitfähigkeit
- Wärmeleitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit
- Techniken zur Messung der Wärmeleitfähigkeit
- Wärmeleitfähigkeit von Asphalt
- Wärmeleitfähigkeit von Gummi
- Wärmeleitfähigkeitswerte
- Wärmediffusionssymbol
- Die höchste Wärmeleitfähigkeit liegt bei
- Wärmeleitfähigkeit von Sand
- Wärmeübertragung durch Wärmeleitfähigkeit
- Die thermischen Diffusivitäten für Gase sind im Allgemeinen
- Wärmediffusionskoeffizient
- Bedeutung der Wärmediffusion
- Glas Wärmeleitfähigkeit
- Edelstahl Wärmeleitfähigkeit
- Wärmediffusionsverhältnis
Definition der Wärmeleitfähigkeit
Das Wärmeleitvermögen ist definiert als das Verhältnis von Wärmeleitung zu im Material gespeicherter Wärme pro Volumeneinheit.
Einheit der Wärmeleitfähigkeit
Die Einheit der thermischen Diffusionsfähigkeit wird als m angegeben2/s
Wärmeleitfähigkeitsformel
Die Gleichung der thermischen Diffusionsfähigkeit ist gegeben durch:
α = k/ρ
Woher,
α ist die thermische Diffusionsfähigkeit,
k ist die Wärmeleitfähigkeit (w / mK)
? ist die Dichte des Materials (kg / m3)
Cp ist die spezifische Wärme (J / kg k)
Wärmeleitfähigkeit von Wasser
Die Wärmeleitfähigkeit von Wasser ändert sich mit Temperatur und Druck. Wenn wir den atmosphärischen Druckzustand berücksichtigen, sind die Wärmeleitfähigkeitswerte mit der Temperatur wie in der folgenden Tabelle angegeben.
Wärmeleitfähigkeit von Luft
Die thermische Diffusivität der Luft mit der Temperatur Die Änderung ist in der obigen Tabelle dargestellt. Im Allgemeinen ist die Temperaturleitfähigkeit von Gas in der Praxis mehr als flüssig. Wir werden mehr im nächsten Thema studieren.
Wärmediffusion
Die Wärmediffusion der Substanz ist die Relativbewegung der Moleküle aufgrund des Temperaturgradienten.
Wärmeleitfähigkeit von Aluminium
Die Wärmeleitfähigkeit des Aluminiummaterials wird mit 9.7 * 10 angegeben-5 m2/s
Blitzmethode Wärmeleitfähigkeit
Die Blitzmethode wird verwendet, um die Wärmeleitfähigkeit des Materials zu bestimmen. Der kurzzeitige Strahlungsenergieimpuls wird durch die Probe geleitet. Die Laser- oder Lichtblitzlampenquelle wird für Strahlungsenergie verwendet. Das Stück absorbiert die emittierte Energie. Der Vorgang wird für die Probe wiederholt. Aufgrund dieser emittierten Strahlung kommt es zu einem Temperaturanstieg der Materialprobe. Der Infrarot-Temperaturdetektor zeichnet diesen Temperaturanstieg auf.
Die Dauer des gemessenen Signals wird berechnet. Das thermische Diffusionsvermögen ergibt sich aus der folgenden Gleichung.
α = 0.1388/l2(t2)
=
Wobei L die Probendicke ist,
t / 2 ist die Halbzeit,
Mit der Blitzmethode können wir die Wärmeleitfähigkeit, die spezifische Wärme und die Dichte ermitteln.
Das schematische Diagramm der Flash-Methode ist in der folgenden Abbildung dargestellt
So messen Sie die Wärmeleitfähigkeit
Das thermische Diffusionsvermögen kann unter Verwendung der oben diskutierten Blitzmethode gemessen werden. Bei diesem Verfahren wird der kurze Energieimpuls an einem Ende abgestrahlt und der Temperaturanstieg am anderen Ende berechnet.
Wärmeleitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit
Um zwischen Wärmeleitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit zu unterscheiden, betrachten Sie zwei Materialien mit derselben Wärmeleitfähigkeit, aber unterschiedlicher Wärmeleitfähigkeit. Beide ermöglichen im stationären Zustand die gleiche Wärmeflussrate. Zu Beginn des Wärmeübertragungsprozesses erreicht das Material mit höherer Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu anderen Materialien zunächst einen stationären Zustand, da es weniger Wärmeenergie zurückhält. Wärmeenergie dringt schnell durch dieses Material, aber nach dem Erreichen eines stationären Zustands ist die Wärmeflussrate gleich. Denken Sie auch daran, dass das Material mit geringerer Wärmeleitfähigkeit mehr Zeit benötigt, um den stationären Zustand zu erreichen.
Techniken zur Messung der Wärmeleitfähigkeit
Es gibt hauptsächlich drei Arten von Techniken zur Messung der thermischen Diffusionsfähigkeit.
- Flash-Methode
- Thermische Welleninterferometrie
- Thermografische Methode
Wärmeleitfähigkeit von Asphalt
Die Wärmeleitfähigkeit des Asphalts (Ah-70) beträgt 0.123 mm2/ s,
Asphalt (Ah-90) 0.128 mm2/s
Wärmeleitfähigkeit von Gummi
Die Wärmeleitfähigkeit des Gummimaterials liegt im Bereich von 0.089 bis 0.13 mm2/s
Wärmeleitfähigkeitswerte
Die Wärmeleitfähigkeitswerte für verschiedene Materialien sind in der folgenden Tabelle angegeben. Die Werte sind Änderungen mit Eigenschaften wie Temperatur. Diese Werte sind für Standardtemperatur und -druck angegeben.
Wärmediffusionssymbol
Das Symbol der thermischen Diffusionsfähigkeit ist α
Die höchste Wärmeleitfähigkeit liegt bei
Die höchste Wärmeleitfähigkeit liegt bei reinem Silber 165.63 mm2 / S
Wärmeleitfähigkeit von Sand
Die Wärmeleitfähigkeit von trockenem Sand variierte von 0.6 · 10-7 bis 7.0 * 10-7 m2/ S.
Wärmeübertragung durch Wärmeleitfähigkeit
Es gibt drei Arten der Wärmeübertragungsleitung: Konvektion und Strahlung. Die Wärmeleitung hängt von den beiden Haupteigenschaften ab. Eine davon ist die Wärmeleitfähigkeit und die Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit ist eine bekannte Eigenschaft, die Wärmeleitfähigkeit ist jedoch nicht bekannt. Es definiert die Wärmeübertragungsrate durch ein bestimmtes Medium.
Die Wärmeübertragungsrate ist schneller, wenn die Wärmeleitfähigkeit höher ist. Die Wärmeleitfähigkeit gleicht das Medium Wärmeübertragung und Wärmespeicherung aus.
Die thermischen Diffusivitäten für Gase sind im Allgemeinen
Die thermischen Diffusivitäten der Gassubstanz sind mehr als die der flüssigen Substanz
Wärmediffusionskoeffizient
Es ist einer der physikalischen Parameter, der die Abhängigkeit des Massendiffusionsflusses des Gemisches beschreibt. Mit anderen Worten ist der Wärmediffusionskoeffizient das Verhältnis eines Temperaturgradienten zur absoluten Temperatur.
Bedeutung der Wärmediffusion
Die Wärmediffusion der Substanz ist die Relativbewegung der Moleküle aufgrund des Temperaturgradienten.
Glas Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit von Glas beträgt 0.34 * 10-6 m2/ s bei normalen atmosphärischen Bedingungen.
Edelstahl Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit von Edelstahl bei 100 ° C beträgt 4.55 * 10-6 m2/s
Wärmediffusionsverhältnis
Das Wärmediffusionsverhältnis ist das Verhältnis des Wärmediffusionskoeffizienten zum Konzentrationskoeffizienten.
FAQs
Wärmeleitfähigkeit von Gas gegen Flüssigkeit
Die thermischen Diffusivitäten der Gassubstanz sind mehr als die der flüssigen Substanz
Welches Material hat die höchste Wärmeleitfähigkeit?
Das am stärksten erhöhte Wärmeleitvermögen besteht aus reinem Silber (165.63 mm)2 / S
Anwendung der Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitung in einer beliebigen Vorrichtung erfordert die Untersuchung der Wärmeleitfähigkeit. Die Industrie nutzt die Analyse der Wärmeleitfähigkeit, um die Wärmeübertragungsrate zu optimieren.
Wenn wir ein bestimmtes Beispiel nehmen, ist die Isolierung ein Beispiel. Bei der Isolierung ist die Wärmeleitfähigkeit des Materials minimal, so dass es einem maximalen Wärmefluss widerstehen kann.
Wir verwenden Computer, Laptops und andere elektronische Geräte. Wissen Sie, wie man Geräten Wärme entzieht? Ja, es ist Kühlkörper.
Der Kühlkörper erfordert eine höhere Wärmeleitfähigkeit, um die Wärme von allen Geräten schneller zu übertragen.
Eine Erhöhung der Wärmeübertragung in jeder Elektronik beeinträchtigt deren Leistung. In diesem Fall sollte das Material mit höherer Wärmeleitfähigkeit verwendet werden, um seine Leistung zu verbessern.
Wärmeleitfähigkeit von Beton
Die Wärmeleitfähigkeit des Betons beträgt 0.75 * 10 -6 m2/s
Welche physikalische Bedeutung hat die Wärmeleitfähigkeit?
Die Wärmeleitfähigkeit kann als das Verhältnis der Wärmeleitfähigkeit des Stoffes zur Wärmespeicherkapazität des Stoffes definiert werden.
Das Verhältnis definiert, dass die erzeugte Wärme mit einer bestimmten Geschwindigkeit abgeführt wird. Der höhere Wert der Wärmeleitfähigkeit zeigt an, dass die für die Wärmediffusion erforderliche Zeit geringer ist. Die Untersuchung der Gleichung der Wärmeleitfähigkeit kann durch den höheren Wert der Wärmeleitfähigkeit oder den niedrigeren Wert der Wärmekapazität möglich sein.
Die Wärmeleitfähigkeit ist hilfreich für intransientere Wärmeübertragungen. Bei der stationären Wärmeübertragung reicht die Wärmeleitfähigkeit aus, um untersucht zu werden.
Warum ist die Wärmeleitfähigkeit von Gas größer als die von Flüssigkeit, obwohl die Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkeit größer ist als die von Gasen?
Wärmeleitfähigkeit bedeutet die Fähigkeit eines Materials, Wärme zu übertragen und die Wärme in einem instationären Zustand zu speichern. Eine schnellere Wärmeübertragung kann möglich sein, wenn die Wärmeleitfähigkeit höher ist. Die geringere Wärmeleitfähigkeit des Materials bedeutet die Speicherung von Wärme darin.
Gas besitzt aufgrund seiner geringen Dichte eine geringe volumetrische Wärmekapazität. Aufgrund der geringen volumetrischen Wärmekapazität ist der Wert der Wärmeleitfähigkeit hoch.
Flüssigkeit besitzt im Vergleich zu Gas eine hohe Wärmekapazität; daher ist die Wärmeleitfähigkeit in der Flüssigkeit geringer.
Wie ist die Reihenfolge der thermischen Diffusionsfähigkeit für Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase?
Die Reihenfolge der thermischen Diffusionsfähigkeit in Feststoff, Flüssigkeit und Gas wie unten gezeigt,
Gas> Flüssigkeit> Feststoff
Was ist der Unterschied zwischen Impulsdiffusion und Wärmediffusion?
Impulsdiffusion
Es kann die kinematische Viskosität des Fluids betrachtet werden, dh die Fähigkeit des Fluids, den Impuls zu fließen. Impulsdiffusion tritt durch Scherspannung in einer Flüssigkeit auf. Schubspannung bewirkt eine zufällige und beliebige Richtungsbewegung von Molekülen.
Wärmediffusion
Sie kann definiert werden als Wärmeleitfähigkeit geteilt durch die Multiplikation von Dichte und spezifischer Wärmekapazität (wenn der Druck konstant ist). Es misst die Wärmeübertragungsrate für ein bestimmtes Material von der heißen zur kühlen Seite. Es ist analog dazu vorhersagbar, ob sich ein bestimmtes Material „kühl anfühlt“.
Wie hängt die Prandtl-Zahl mit der kinematischen Viskosität und dem thermischen Diffusionsvermögen zusammen?
Das Prandtl-Nummer ist dimensionslos. Sie kann als das Verhältnis der Impulsdiffusivität (es ist die kinematische Viskosität, wie oben erklärt) zur thermischen Diffusivität angegeben werden.
Es kann in der Gleichung formuliert werden als:
Pr = v/α
Pr = Prandtl-Nummer
V = Impulsdiffusionsvermögen (m2/ s)
α = Wärmeleitfähigkeit (m2/ s)
MC-Fragen
Die Wärmeleitfähigkeit ist die _________
(a) Dimensionsloser Parameter (b) Funktion der Wärme (c) Physikalische Eigenschaft des Materials
(d. Alles das oben Genannte
Die Wärmeleitfähigkeit eines Materials beträgt __________________?
(a) direkt proportional zur Wärmeleitfähigkeit (k)
(b) umgekehrt proportional zur Dichte eines Materials
(c) umgekehrt proportional zur spezifischen Wärme
(D) Alles das oben Genannte
(e) keine der oben genannten
Finden Sie die falsche Aussage: Spezifische Wärme eines Materials ______________.
(a) Konstante für ein Material (b) Wärmekapazität pro Masseneinheit
(C) Extrinsisches Eigentum (d) Hat Einheiten als J / kg-K.
Was ist eine Einheit der thermischen Diffusionsfähigkeit?
(a) m / h
(B) m² / h
(c) m / hk
(d) m² / hk
Die Wärmeleitfähigkeit des Feststoffs ist geringer als die der Flüssigkeit.
(A) Wahre
(b) Falsch
Die Wärmeleitfähigkeit ist höher in …….
(ein Radiergummi
(B) Führen (Lead)
(c) Eisen
(d) Beton
Die Wärmeleitfähigkeit ist geringer in ……
(A) Gummi
(b) Blei
(c) Aluminium
(d) Eisen
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Ich bin Deepak Kumar Jani und promoviere in Mechanik und erneuerbaren Energien. Ich verfüge über fünf Jahre Lehrerfahrung und zwei Jahre Forschungserfahrung. Meine Interessengebiete sind Wärmetechnik, Automobiltechnik, mechanische Messung, technisches Zeichnen, Strömungsmechanik usw. Ich habe ein Patent zum Thema „Hybridisierung grüner Energie zur Stromerzeugung“ angemeldet. Ich habe 17 Forschungsarbeiten und zwei Bücher veröffentlicht.
Ich freue mich, Teil von Lambdageeks zu sein und möchte den Lesern einige meiner Fachkenntnisse auf einfache Weise präsentieren.
Abgesehen von Wissenschaft und Forschung wandere ich gerne in der Natur, fange die Natur ein und wecke bei den Menschen ein Bewusstsein für die Natur.
Weitere Informationen finden Sie auch auf meinem YouTube-Kanal zum Thema „Einladung aus der Natur“.
