热导率

(重定向自导热率

热导率(英语:Thermal conductivity)其符号为,是指材料传导热能的能力,或称热传导率

单位为·-1·开尔文-1

定义 编辑

热导率为在单位时间内,每单位截面积所流过的热量除以单位距离温度变化量的负值。[1]

傅里叶定律

 

其中 热通量密度,为向量;  是热导率; 温度梯度,为向量。


若给定两物质,其坐标分别为  ,其温度分别为  ,且 

则可将等式转换为:

 

根据热力学第二定律,热量由高温物体向低温物体传递[2],所以在此处 <0,则可推知 >0[3]

影响因子 编辑

温度 编辑

热导率会随着温度升高,并且可以在一特定温度范围内维持在最大值,然而温度一旦超过此一范围,热导率会快速衰减至最小值,此时温度则接近该物质熔点。[4]

晶粒大小 编辑

热导率会随着晶粒增大而增加。[4]

晶形 编辑

除了立方晶系(cubic system)的物质,多数物质之热导率具有非均向性(anisotropy)。[4]

化学组成 编辑

热导率受杂质影响甚钜。[4]

物质的热导率 编辑

物质 物质状态 导热率Wm-1K-1
石墨烯 固态 (4840±440) ~ (5300±480)
金刚石 固态 900 ~ 2320
固态 420
固态 401
黄金 固态 318
固态 237
固态 70
固态 80
固态 60
固态 35
固态 15.24
液态 8.34
固态 2
陶瓷 固态 1.22
玻璃 固态 1.1
液态 0.6
聚乙烯 固态 0.3
尼龙 固态 0.2
石蜡油 液态 0.2
石棉 固态 0.2
聚苯乙烯 固态 0.033
软木塞 固态 0.50
采用在标准状况下的数据。对于气体,值是对应于cp

参考资料 编辑

  1. ^ 度量衡單位及其所用之倍數、分數之名稱、定義及代號 (PDF). (原始内容存档 (PDF)于2020-01-14). 
  2. ^ NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION:second law of thermodynamics. (原始内容存档于2021-04-17). 
  3. ^ Bird, R. Byron; Stewart, Warren E.; Lightfoot, Edwin N. Transport Phenomena. John Wiley & Sons, Inc. December 2006: P.266. ISBN 978-0-470-11539-8. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 Liu, Peisheng; Chen, Guo-Feng. Porous Materials:Processing and Applications. Butterworth-Heinemann. 26th August 2014. ISBN 9780124077881.