Razlika med toplotnim izolatorjem in toplotnim prevodnikom

Toplotni izolator proti toplotnemu prevodniku

Toplotni izolatorji in toplotni vodniki se lahko štejejo za dve preprosti klasifikaciji materialov. Toplotna izolacija in toplotna prevodnost sta zelo pomembni temi, ko gre za področje toplote in termodinamike. Ti koncepti igrajo veliko vlogo na področjih raziskovanja vesolja, industrije, strojev, motorne mehanike, elektrotehnike, proizvodnje elektronske opreme, oblikovanja zgradb in arhitekture ter celo za kuhanje. Za dobro razumevanje teh področij je ključnega pomena dobro razumevanje toplotne prevodnosti in toplotne izolacije. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj sta toplotna prevodnost in toplotna izolacija, kaj so toplotni prevodniki in toplotni izolatorji, kakšne so njihove podobnosti, kakšne so praktične uporabe teh materialov in na koncu njihove razlike.

Toplotni prevodniki

Da bi razumeli, kaj je toplotni prevodnik, moramo najprej razumeti, kaj je toplotna prevodnost. Toplotna prevodnost je postopek prenosa toplotne energije (toplote) z enega kraja na drugega zaradi temperaturnega gradienta. Za prenos toplotne energije mora biti temperaturni gradient med obema točkama. Prenos energije poteka, dokler temperature niso enake (tj. Temperaturni gradient je nič). Toplotni prevodnik je material, ki bi dal dobro hitrost prenosa toplotne energije zaradi katerega koli temperaturnega gradienta. Teoretično lahko popoln toplotni prevodnik omogoči prenos toplote tudi pri ničelnem temperaturnem gradientu in čas, ki je potreben za toplotno ravnovesje, bi bil enak nič. A popolnih toplotnih vodnikov ni. Ponavadi so kovine dobri toplotni vodniki, plastika in polimeri pa ne. Vedno pa obstajajo izjeme. Radiator avtomobila je sestavljen iz dobrih toplotnih prevodnikov. S tem maksimiramo hitrost izpuščene energije in ohranimo motor hladen. Kuhalna plošča je narejena iz toplotnih prevodnikov, ki zagotavljajo največjo energijo predmetu, ki se kuha. V elektronskih in električnih napravah so komponente z visoko izhodno močjo zaščitene s hladilnikom, ki bo absorbiral toploto iz komponente in jo sprostil v zrak.

Toplotni izolatorji

Popoln toplotni izolator je material, ki zaradi kakršnega koli temperaturnega gradienta ne bi omogočil prenosa toplotne energije. Popoln toplotni izolator bi potreboval neskončno čas, da pride do toplotnega ravnovesja. Toda v praksi bo toplotni izolator vedno omogočal prenos toplote, vendar z zanemarljivo hitrostjo. Večina plastike in polimerov je dober toplotni izolator. Primerov toplotne izolacije je veliko. Potniški prostor avtomobila je večinoma toplotno izoliran, da se prepreči toplota od zunaj in toplota, ki jo motor ogreva v notranjosti. Na trebuhu vesoljskega šatla so nameščene posebne toplotne izolacijske opeke, da bi zaščitili notranjost pred segrevanjem v sobi. Stavba, ki je toplotno izolirana, je lahko zelo koristna, ko gre za zmanjšanje stroškov, saj porabi skoraj nič energije, da ohrani stavbo hladno ali vroče.

Sorodne teme:

Razlika med električnim vodnikom in izolatorjem