Koeficient tepelnej vodivosti

Koeficient tepelnej vodivosti^[1] (iné názvy: merná tepelná vodivosť, špecifická tepelná vodivosť, súčiniteľ tepelnej vodivosti, tepelná konduktivita, tepelná vodivosť; pozor na zámenu s veličinou súčiniteľ teplotnej vodivosti, merná teplotná vodivosť a pod.) je množstvo tepla, ktoré musí za jednotku času prejsť telesom, aby na jednotku dĺžky bol jednotkový teplotný spád (teplotný gradient, teda podiel rozdielu teplôt na koncoch tyče a dĺžky tyče). Pritom sa predpokladá, že teplo sa šíri len v jednom smere.

Inými slovami: Súčiniteľ teplotnej vodivosti je výkon (tzn. teplo za jednotku času), ktorý prejde každým štvorcovým metrom dosky hrubej 1 meter, ktorej jedna strana má teplotu o 1 Kelvin vyššiu ako druhá.

Značenie

Symbol veličiny: $\lambda$
Základná jednotka: watt na meter a kelvin, značka jednotky: W·m^-1·K^-1

\lambda =\mathrm {\frac {W}{m\cdot K}}

Výpočet

Množstvo tepla $Q$ , ktoré prejde za čas $\tau$ plochou $S$ do hĺbky $d$ sa určí zo vzťahu

Q=\lambda S{\frac {\Delta T}{d}}\tau

,

kde $\lambda$ je súčiniteľ tepelnej vodivosti a $\Delta T$ je rozdiel teplôt vo vzdialenosti $d$ .

Súčiniteľ tepelnej vodivosti je materiálová konštanta, ktorá sa zisťuje experimentálne.

Vlastnosti

Tepelná vodivosť spoločne s tepelnou kapacitou tiež ovplyvňuje subjektívne vnímanie teploty telies pri dotyku. Napr. ak sa dotýkame dvoch chladných predmetov s rovnakou teplotou, z ktorých jeden je kov a druhý je drevený, zdá sa nám drevený predmet teplejší, pretože jeho povrch sa zahrieva telesným teplom ľahšie, zatiaľ čo kovový predmet teplo ľahšie odvádza ďaleko od povrchu.

Tepelná vodivosť je mierne závislá na teplote. Pri kovoch s rastúcou teplotou klesá, pri polovodičoch naopak s teplotou rastie.

Hodnoty tepelnej vodivosti

Tepelná vodivosť kvapalín a plynov sa udáva v pokoji (čiže nedochádza k prenosu tepla prúdením).

Tabuľka udáva hodnoty súčiniteľa tepelnej vodivosti vybraných materiálov pri teplote 25 °C.

Látka	λ (W·m^-1·K^-1)
diamant	895 – 2 300
striebro	429
meď	386
zlato	317
hliník	237
mosadz	120
železo	80,2
platina	71,6
olovo	35,3
ortuť	8,514
kremeň	7 – 12
ľad (0 °C)	2,2
sklo	1,35
voda	0,6062
olej	0,13
drevo	0,15 – 0,42
vlna	0,04
celulózová izolácia	0,038
PUR izolácia	0,037
penový polystyrén	0,033
vzduch (normálny tlak)	0,0262

Pre porovnanie sú uvedené hodnoty tepelnej vodivosti vybraných materiálov pri teplote 20 °C.

Látka	λ (W·m^-1·K^-1)
striebro	418
meď	395
hliník	229
železo	73
granit	2,9 – 4,0
betón	1,5
voda	1,0
tehla	0,28 – 1,2
sklo	0,60 – 1,0
škvarobetón	0,70
linoleum	0,19
polystyrén	0,16
benzín	0,131
sklenená vata	0,04
penový polystyrén	0,035
celulózová izolácia	0,039
vzduch	0,024

Referencie

↑ koeficient tepelnej vodivosti. In: Encyclopaedia Beliana. 1. vyd. Bratislava : Encyklopedický ústav SAV; Veda, 2016. 678 s. ISBN 978-80-970350-2-0. Zväzok 8. (Kalh – Kokp), s. 632.

Pozri aj

Fyzikálny portál

Tento článok týkajúci sa fyziky je zatiaľ „výhonok“. Pomôž Wikipédii tým, že ho doplníš a rozšíriš.

[1] t tepelnej vodivosti. In: Encyclopaedia Beliana. 1. vyd. Bratislava : Encyklopedický ústav SAV; Veda, 2016. 678 s. ISBN 978-80-970350-2-0. Zväzok 8. (Kalh – Kokp), s. 632.

[1]