Θερμικός μονωτήρας έναντι θερμικού αγωγού
Οι θερμομονωτές και οι θερμικοί αγωγοί μπορούν να ληφθούν ως δύο απλές ταξινομήσεις υλικών. Η θερμομόνωση και η θερμική αγωγιμότητα είναι πολύ σημαντικά θέματα όσον αφορά τον τομέα της θερμότητας και της θερμοδυναμικής. Αυτές οι έννοιες παίζουν τεράστιο ρόλο στους τομείς της εξερεύνησης του διαστήματος, της βιομηχανίας, των μηχανημάτων, της μηχανικής κινητήρων, της ηλεκτρικής μηχανικής, της κατασκευής ηλεκτρονικού εξοπλισμού, του σχεδιασμού και της αρχιτεκτονικής κτιρίων, ακόμη και της μαγειρικής. Είναι ζωτικής σημασίας να έχουμε καλή κατανόηση της θερμικής αγωγιμότητας και της θερμομόνωσης προκειμένου να κατανοήσουμε καλά αυτούς τους τομείς. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τι είναι η θερμική αγωγιμότητα και η θερμομόνωση, τι είναι οι θερμικοί αγωγοί και οι θερμομονωτές, ποιες είναι οι ομοιότητές τους, ποιες είναι οι πρακτικές εφαρμογές αυτών των υλικών και τέλος οι διαφορές τους.
Θερμικοί αγωγοί
Για να κατανοήσουμε τι είναι ένας θερμικός αγωγός, πρέπει πρώτα να καταλάβουμε τι είναι η θερμική αγωγιμότητα. Η θερμική αγωγιμότητα είναι η διαδικασία μεταφοράς θερμικής ενέργειας (θερμότητας) από το ένα μέρος στο άλλο λόγω μιας διαβάθμισης θερμοκρασίας. Για μια μεταφορά θερμικής ενέργειας, πρέπει να υπάρχει μια κλίση θερμοκρασίας μεταξύ των δύο σημείων. Η μεταφορά ενέργειας γίνεται μέχρι να εξισωθούν οι θερμοκρασίες (δηλαδή η διαβάθμιση θερμοκρασίας είναι μηδέν). Ένας θερμικός αγωγός είναι ένα υλικό που θα δώσει έναν καλό ρυθμό μεταφοράς θερμικής ενέργειας λόγω οποιασδήποτε διαβάθμισης θερμοκρασίας. Θεωρητικά, ένας τέλειος θερμικός αγωγός θα επιτρέψει τη μεταφορά θερμότητας ακόμη και σε μηδενική κλίση θερμοκρασίας και ο χρόνος που χρειάζεται για τη θερμική ισορροπία θα είναι μηδέν. Αλλά δεν υπάρχουν τέλειοι θερμικοί αγωγοί. Συνήθως, τα μέταλλα είναι καλοί θερμικοί αγωγοί, ενώ τα πλαστικά και τα πολυμερή όχι. Πάντα όμως υπάρχουν εξαιρέσεις. Ένα ψυγείο ενός αυτοκινήτου αποτελείται από καλούς θερμικούς αγωγούς. Έτσι, μεγιστοποιείται ο ρυθμός παραγωγής ενέργειας και διατηρείται ο κινητήρας δροσερός. Ένα μαγειρικό σκεύος είναι κατασκευασμένο από θερμικούς αγωγούς για να παρέχει τη μέγιστη ενέργεια στο μαγειρικό είδος. Στις ηλεκτρονικές και ηλεκτρικές συσκευές, τα εξαρτήματα με υψηλή απόδοση ισχύος προστατεύονται από μια ψύκτρα, η οποία θα απορροφήσει την έξοδο θερμότητας από το εξάρτημα και θα την απελευθερώσει στον αέρα.
Θερμομονωτές
Ένας τέλειος θερμομονωτήρας είναι ένα υλικό που δεν θα επέτρεπε καμία μεταφορά θερμικής ενέργειας λόγω οποιασδήποτε διαβάθμισης θερμοκρασίας. Ένας τέλειος θερμικός μονωτήρας θα απαιτούσε άπειρο χρόνο για να έρθει σε θερμική ισορροπία. Αλλά στην πράξη, ένας θερμομονωτήρας θα επιτρέπει πάντα τη μεταφορά θερμότητας αλλά με αμελητέο ρυθμό. Τα περισσότερα από τα πλαστικά και τα πολυμερή είναι καλοί θερμομονωτές. Οι εφαρμογές της θερμομόνωσης είναι πολλές. Ο χώρος επιβατών ενός αυτοκινήτου είναι κυρίως θερμομονωμένος για να αποφευχθεί η θερμότητα από το εξωτερικό και η θερμότητα από τον κινητήρα που θερμαίνει το εσωτερικό. Ειδικά τούβλα θερμομόνωσης τοποθετούνται στην κοιλιά του διαστημικού λεωφορείου προκειμένου να προστατεύεται το εσωτερικό από τη θέρμανση στην επανεισόδου. Ένα κτίριο, το οποίο είναι θερμομονωμένο, μπορεί να είναι πολύ χρήσιμο όσον αφορά τη μείωση του κόστους, επειδή χρησιμοποιεί σχεδόν μηδενική ενέργεια για να διατηρεί το κτίριο δροσερό ή ζεστό.
|
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Θερμομονωτικού και Αγωγού; • Οι θερμομονωτές δεν μεταφέρουν ενέργεια, αλλά οι θερμικοί αγωγοί. • Οι θερμικοί μονωτές αποτελούνται ως επί το πλείστον από μεγάλες αλυσίδες μορίων, τα οποία δεν μπορούν να δονηθούν λόγω θερμικής ενέργειας, αλλά οι περισσότεροι θερμικοί αγωγοί αποτελούνται από μεμονωμένα άτομα ή ενώσεις σε σχήμα πλέγματος, οι οποίες μπορούν να δονούνται. |
Σχετικό θέμα:
Διαφορά μεταξύ ηλεκτρικού αγωγού και μονωτή
