Tepelný izolátor vs tepelný vodič
Tepelné izolátory a tepelné vodiče možno chápať ako dve jednoduché klasifikácie materiálov. Tepelná izolácia a vedenie tepla sú veľmi dôležité témy v oblasti tepla a termodynamiky. Tieto koncepty zohrávajú obrovskú úlohu v oblasti prieskumu vesmíru, priemyslu, strojárstva, mechaniky motorov, elektrotechniky, výroby elektronických zariadení, dizajnu budov a architektúry a dokonca aj varenia. Je dôležité dobre porozumieť tepelnej vodivosti a tepelnej izolácii, aby ste v týchto oblastiach dobre porozumeli. V tomto článku sa budeme zaoberať tým, čo je tepelná vodivosť a tepelná izolácia, čo sú tepelné vodiče a tepelné izolanty, aké sú ich podobnosti, aké sú praktické aplikácie týchto materiálov a nakoniec ich rozdiely.
Teplovodiče
Aby sme pochopili, čo je tepelný vodič, musíme najprv pochopiť, čo je tepelná vodivosť. Vedenie tepla je proces prenosu tepelnej energie (tepla) z jedného miesta na druhé v dôsledku teplotného gradientu. Pre prenos tepelnej energie musí byť medzi týmito dvoma bodmi teplotný gradient. Prenos energie sa uskutočňuje dovtedy, kým sa teploty nevyrovnajú (t. j. teplotný gradient je nulový). Tepelný vodič je materiál, ktorý by poskytoval dobrú rýchlosť prenosu tepelnej energie v dôsledku akéhokoľvek teplotného gradientu. Teoreticky dokonalý tepelný vodič umožní prenos tepla aj pri nulovom teplotnom spáde a čas potrebný na dosiahnutie tepelnej rovnováhy by bol nulový. Neexistujú však dokonalé tepelné vodiče. Zvyčajne sú kovy dobrými tepelnými vodičmi, zatiaľ čo plasty a polyméry nie. Ale vždy sa nájdu výnimky. Radiátor automobilu pozostáva z dobrých tepelných vodičov. Tým sa maximalizuje rýchlosť výdaja energie a udržiava motor chladný. Panvica na varenie je vyrobená z tepelných vodičov, ktoré dodávajú varenému jedlu maximum energie. V elektronických a elektrických zariadeniach sú komponenty s vysokým výstupným výkonom chránené chladičom, ktorý absorbuje výstup tepla z komponentu a uvoľňuje ho do vzduchu.
Tepelné izolátory
Dokonalý tepelný izolant je materiál, ktorý by žiadnym teplotným gradientom neumožnil prenos tepelnej energie. Dokonalý tepelný izolátor by si vyžadoval nekonečný čas, aby sa dostal do tepelnej rovnováhy. Ale v praxi tepelný izolátor vždy umožní prenos tepla, ale so zanedbateľnou rýchlosťou. Väčšina plastov a polymérov sú dobré tepelné izolátory. Existuje mnoho aplikácií tepelnej izolácie. Priestor pre cestujúcich v aute je väčšinou tepelne izolovaný, aby sa zabránilo teplu zvonku a teplu z motora ohrievajúcemu vnútro. Na bruchu raketoplánu sú namontované špeciálne tehly tepelného izolátora, ktoré chránia interiér pred vykurovaním pri návrate. Budova, ktorá je tepelne izolovaná, môže byť veľmi užitočná, pokiaľ ide o zníženie nákladov, pretože spotrebuje prakticky nulovú energiu na to, aby bola budova chladná alebo teplá.
|
Aký je rozdiel medzi tepelným izolátorom a vodičom? • Tepelné izolátory neprenášajú energiu, ale tepelné vodiče áno. • Tepelné izolátory sú väčšinou tvorené veľkými reťazcami molekúl, ktoré nie sú schopné vibrovať kvôli tepelnej energii, ale väčšina tepelných vodičov je vyrobená z jednotlivých atómov alebo zlúčenín v tvare mriežky, ktoré sú schopné vibrovať. |
Súvisiaca téma:
Rozdiel medzi elektrickým vodičom a izolátorom
