Коефіцієнт теплопровідності для твердих тіл
Коефіцієнт термічної провідності для твердих тіл к має слідуючий фізичний зміст: він вказує на кількість теплоти, що проходить за одиницю часу через одиницю площі поверхні в якомусь тілі одиничної товщини і нескінченної довжини і ширини при різниці температур на його кінцях, що дорівнює одному градусу. У міжнародній системі одиниць СІ коефіцієнт k вимірюється в Дж/(с*м*До).
Даний коефіцієнт в твердих речовинах залежить від температури, тому його прийнято визначати при температурі 300 K з метою порівняння здатності проводити тепло різними матеріалами.
Коефіцієнт теплопровідності для металів і неметалічних твердих матеріалів
Всі метали без винятку є хорошими провідниками тепла, за перенесення якого в них відповідає електронний газ. У свою чергу іонні і ковалентні матеріали, а також матеріали, що мають волокнисту структуру, є хорошими теплоізоляторами, тобто погано проводять тепло. Для повноти розкриття питання про те, що таке теплопровідність, слід зауважити, що цей процес вимагає обов’язкової наявності речовини, якщо він здійснюється за рахунок конвекції або провідності, тому у вакуумі тепло може передаватися тільки за рахунок електромагнітного випромінювання.
У списку нижче наведені значення коефіцієнтів теплопровідності для деяких металів і неметалів у Дж/(с*м*К):
- сталь – 47-58 в залежності від марки сталі;
- алюміній – 209,3;
- бронза – 116-186;
- цинк – 106-140 в залежності від чистоти;
- мідь – 372,1-385,2;
- латунь – 81-116;
- золото – 308,2;
- срібло – 406,1-418,7;
- каучук – 0,04-0,30;
- скловолокно – 0,03-0,07;
- цегла – 0,80;
- дерево – 0,13;
- скло – 0,6-1,0.
Таким чином, теплопровідність металів на 2-3 порядки перевищує значення теплопровідності для ізоляторів, які є яскравим прикладом відповіді на питання про те, що таке низька теплопровідність.
Значення теплопровідності відіграє важливу роль у багатьох індустріальних процесах. В одних процесах прагнуть збільшити її, використовуючи хороші теплопровідники і збільшуючи площу контакту, в інших же намагаються зменшити теплопровідність, зменшуючи площу контакту і застосовуючи теплоізолюючі матеріали.
