Tepelný izolátor vs tepelný vodič
Tepelné izolátory a tepelné vodiče lze považovat za dvě jednoduché klasifikace materiálů. Tepelná izolace a vedení tepla jsou velmi důležitá témata v oblasti tepla a termodynamiky. Tyto koncepty hrají obrovskou roli v oblastech průzkumu vesmíru, průmyslu, strojů, mechaniky motorů, elektrotechniky, výroby elektronických zařízení, designu budov a architektury a dokonce i vaření. Abychom v těchto oblastech dobře rozuměli, je důležité dobře rozumět tepelné vodivosti a tepelné izolaci. V tomto článku se budeme zabývat tím, co je tepelná vodivost a tepelná izolace, co jsou tepelné vodiče a tepelné izolanty, jaké jsou jejich podobnosti, jaké jsou praktické aplikace těchto materiálů a nakonec jejich rozdíly.
Teplovodiče
Abychom pochopili, co je to tepelný vodič, musíme nejprve pochopit, co je to tepelná vodivost. Tepelné vedení je proces přenosu tepelné energie (tepla) z jednoho místa na druhé v důsledku teplotního gradientu. Pro přenos tepelné energie musí být mezi těmito dvěma body teplotní gradient. Přenos energie se provádí, dokud se teploty nevyrovnají (tj. teplotní gradient je nulový). Tepelný vodič je materiál, který by poskytoval dobrou rychlost přenosu tepelné energie v důsledku jakéhokoli teplotního gradientu. Teoreticky dokonalý tepelný vodič umožní přenos tepla i při nulovém teplotním spádu a doba potřebná k dosažení tepelné rovnováhy by byla nulová. Ale dokonalé tepelné vodiče neexistují. Kovy jsou obvykle dobrými tepelnými vodiči, zatímco plasty a polymery nikoliv. Ale vždy se najdou výjimky. Chladič automobilu se skládá z dobrých tepelných vodičů. Tím se maximalizuje rychlost výdeje energie a udržuje motor chladný. Pánev na vaření je vyrobena z tepelných vodičů, které dodávají připravovanému předmětu maximum energie. V elektronických a elektrických zařízeních jsou komponenty s vysokým výstupním výkonem chráněny chladičem, který absorbuje teplo vydávané komponentou a uvolňuje je do vzduchu.
Tepelné izolátory
Dokonalý tepelný izolant je materiál, který neumožní žádný přenos tepelné energie v důsledku jakéhokoli teplotního gradientu. Dokonalý tepelný izolátor by vyžadoval nekonečně dlouhou dobu, než se dostal do tepelné rovnováhy. Ale v praxi tepelný izolátor vždy umožní přenos tepla, ale v zanedbatelné míře. Většina plastů a polymerů jsou dobré tepelné izolátory. Existuje mnoho aplikací tepelné izolace. Prostor pro cestující v automobilu je většinou tepelně izolován, aby se zabránilo teplu zvenčí a teplu z motoru ohřívajícímu vnitřek. Na břiše raketoplánu jsou umístěny speciální tepelně izolující cihly, které chrání interiér před přehříváním při návratu. Budova, která je tepelně izolovaná, může být velmi užitečná, pokud jde o snížení nákladů, protože spotřebovává prakticky nulovou energii k tomu, aby byla budova chladná nebo teplá.
|
Jaký je rozdíl mezi tepelným izolátorem a vodičem? • Tepelné izolátory energii nepřenášejí, ale tepelné vodiče ano. • Tepelné izolátory jsou většinou tvořeny velkými řetězci molekul, které nejsou schopny vibrovat kvůli tepelné energii, ale většina tepelných vodičů je vyrobena z jednotlivých atomů nebo sloučenin ve tvaru mřížky, které jsou schopné vibrovat. |
Související téma:
Rozdíl mezi elektrickým vodičem a izolátorem
