Šilumos izoliatorius ir šilumos laidininkas
Šilumos izoliatorius ir šilumos laidininkus galima laikyti dviem paprastomis medžiagų klasifikacijomis. Šilumos izoliacija ir šilumos laidumas yra labai svarbios temos kalbant apie šilumos ir termodinamikos sritis. Šios sąvokos vaidina didžiulį vaidmenį kosmoso tyrinėjimo, pramonės, mašinų, motorinės mechanikos, elektrotechnikos, elektroninės įrangos gamybos, pastatų projektavimo ir architektūros bei netgi maisto gaminimo srityse. Norint gerai suprasti šias sritis, būtina gerai suprasti šilumos laidumą ir šilumos izoliaciją. Šiame straipsnyje aptarsime, kas yra šilumos laidumas ir šilumos izoliacija, kokie yra šilumos laidininkai ir šilumos izoliatoriai, kokie yra jų panašumai, koks yra praktinis šių medžiagų pritaikymas ir galiausiai jų skirtumai.
Šilumos laidininkai
Norėdami suprasti, kas yra šilumos laidininkas, pirmiausia turime suprasti, kas yra šilumos laidumas. Šilumos laidumas - tai šilumos energijos (šilumos) perdavimo iš vienos vietos į kitą procesas dėl temperatūros gradiento. Šilumos energijos perdavimui tarp dviejų taškų turi būti temperatūros gradientas. Energija perduodama tol, kol temperatūra bus lygi (ty temperatūros gradientas bus lygus nuliui). Šilumos laidininkas yra medžiaga, kuri užtikrintų gerą šilumos energijos perdavimo greitį dėl bet kokio temperatūros gradiento. Teoriškai puikus šilumos laidininkas leis šilumą perduoti net esant nuliui temperatūros gradiento, o laikas, kurio reikia šilumos pusiausvyrai, būtų lygus nuliui. Bet tobulų šilumos laidininkų nėra. Paprastai metalai yra geri šilumos laidininkai, o plastikai ir polimerai - ne. Tačiau visada būna išimčių. Automobilio radiatorius susideda iš gerų šilumos laidininkų. Tokiu būdu maksimaliai padidinant energijos išeigą ir išlaikant variklio vėsumą. Virimo keptuvė yra pagaminta iš šilumos laidininkų, kad patiektų maksimalią energiją gaminamam gaminiui. Elektroniniuose ir elektriniuose prietaisuose didelės galios komponentai yra apsaugoti šilumos kriaukle, kuri sugers komponento šilumą ir išleis ją į orą.kuris sugers komponento šiluminę galią ir išleis ją į orą.kuris sugers komponento šiluminę galią ir išleis ją į orą.
Šilumos izoliatoriai
Puikus šilumos izoliatorius yra medžiaga, neleidžianti perduoti šilumos energijos dėl bet kokio temperatūros gradiento. Norint pasiekti šilumos pusiausvyrą, tobulam šilumos izoliatoriui prireiks begalinio laiko. Tačiau praktiškai šilumos izoliatorius visada leis šilumą perduoti, bet nežymiu greičiu. Dauguma plastikų ir polimerų yra geri šilumos izoliatoriai. Yra daugybė šilumos izoliacijos taikymo būdų. Automobilių keleivių salonas dažniausiai yra termiškai izoliuotas, kad būtų išvengta šilumos iš išorės ir variklio šilumos, kaitinančios vidų. Ant kosminio maršruto pilvo yra sumontuotos specialios šilumos izoliacinės plytos, siekiant apsaugoti interjerą nuo grįžimo į atmosferą kaitinimo. Šilumos izoliuojantis pastatas gali būti labai naudingas mažinant išlaidas,nes pastato vėsumui ar karštumui palaikyti sunaudojama praktiškai nulis energijos.
Koks skirtumas tarp šilumos izoliatoriaus ir laidininko?
• Šilumos izoliatoriai neperduoda energijos, tačiau šilumos laidininkai.
• Šiluminiai izoliatoriai dažniausiai susideda iš didelių molekulių grandinių, kurios dėl šiluminės energijos negali vibruoti, tačiau dauguma šilumos laidininkų yra pagaminti iš pavienių atomų ar grotelių formos junginių, kurie sugeba vibruoti.
Susijusi tema:
Skirtumas tarp elektros laidininko ir izoliatoriaus
