Toplotni izolator proti toplotnemu prevodniku
Toplotne izolatorje in toplotne prevodnike lahko obravnavamo kot dve preprosti klasifikaciji materialov. Toplotna izolacija in toplotna prevodnost sta zelo pomembni temi, ko gre za področje toplote in termodinamike. Ti koncepti igrajo pomembno vlogo na področju raziskovanja vesolja, industrije, strojev, motorne mehanike, elektrotehnike, proizvodnje elektronske opreme, gradbenega načrtovanja in arhitekture ter celo kuhanja. Ključnega pomena je dobro razumevanje toplotne prevodnosti in toplotne izolacije, da bi dobro razumeli ta področja. 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 končno njihove razlike.
Toplotni vodniki
Da bi razumeli, kaj je toplotni prevodnik, moramo najprej razumeti, kaj je toplotna prevodnost. Toplotna prevodnost je proces prenosa toplotne energije (toplote) z enega mesta na drugega zaradi temperaturnega gradienta. Za prenos toplotne energije mora obstajati temperaturni gradient med obema točkama. Prenos energije poteka, dokler nista temperaturi enaki (tj. temperaturni gradient ni nič). Toplotni prevodnik je material, ki bi dal dober prenos toplotne energije zaradi katerega koli temperaturnega gradienta. Teoretično bo popoln toplotni prevodnik omogočal prenos toplote tudi pri ničelnem temperaturnem gradientu in čas, potreben za toplotno ravnovesje, bi bil enak nič. Toda popolnih toplotnih prevodnikov ni. Običajno so kovine dobri toplotni prevodniki, medtem ko plastika in polimeri niso. A vedno so izjeme. Hladilnik avtomobila je sestavljen iz dobrih toplotnih prevodnikov. S tem se maksimizira stopnja proizvodnje energije in ohranja motor hladen. Posoda za kuhanje je narejena iz toplotnih prevodnikov, ki dovajajo največjo količino energije predmetu, ki se kuha. V elektronskih in električnih napravah so komponente z visoko izhodno močjo zaščitene s toplotnim odvodom, ki absorbira izhodno toploto iz komponente in jo sprosti v zrak.
Toplotni izolatorji
Popoln toplotni izolator je material, ki ne dopušča prenosa toplotne energije zaradi kakršnega koli temperaturnega gradienta. Popoln toplotni izolator bi potreboval neskončen čas, da bi dosegel toplotno ravnovesje. Toda v praksi toplotni izolator vedno omogoča prenos toplote, vendar z zanemarljivo stopnjo. Večina plastike in polimerov je dobrih toplotnih izolatorjev. Uporabe toplotne izolacije je veliko. Potniški prostor v avtomobilu je večinoma toplotno izoliran, da preprečimo, da bi toplota od zunaj in toplota iz motorja ogrevala notranjost. Na trebuh raketoplana so nameščene posebne toplotnoizolacijske opeke, ki ščitijo notranjost pred segrevanjem pri ponovnem vstopu. Stavba, ki je toplotno izolirana, je lahko zelo uporabna, ko gre za zmanjšanje stroškov, saj porabi skoraj nič energije, da ohranja zgradbo hladno ali toplo.
|
Kakšna je razlika med toplotnim izolatorjem in prevodnikom? • Toplotni izolatorji ne prenašajo energije, toplotni prevodniki pa jo. • Toplotni izolatorji so večinoma sestavljeni iz velikih verig molekul, ki zaradi toplotne energije ne morejo vibrirati, večina toplotnih prevodnikov pa je sestavljena iz posameznih atomov ali spojin v obliki mreže, ki lahko vibrirajo. |
Sorodna tema:
Razlika med električnim prevodnikom in izolatorjem
