Thermische isolatie versus thermische geleider
Thermische isolatoren en thermische geleiders kunnen worden beschouwd als twee eenvoudige classificaties van materialen. Thermische isolatie en thermische geleiding zijn zeer belangrijke onderwerpen op het gebied van warmte en thermodynamica. Deze concepten spelen een grote rol op het gebied van ruimteverkenning, industrie, machines, motormechanica, elektrotechniek, fabricage van elektronische apparatuur, gebouwontwerp en architectuur en zelfs koken. Een goed begrip van thermische geleidbaarheid en thermische isolatie is essentieel om op deze gebieden een goed begrip te krijgen. In dit artikel gaan we bespreken wat thermische geleidbaarheid en thermische isolatie zijn, wat thermische geleiders en thermische isolatoren zijn, wat hun overeenkomsten zijn, wat de praktische toepassingen van deze materialen zijn en ten slotte hun verschillen.
Thermische geleiders
Om te begrijpen wat een thermische geleider is, moeten we eerst begrijpen wat thermische geleiding is. Warmtegeleiding is het proces waarbij thermische energie (warmte) van de ene plaats naar de andere wordt overgebracht als gevolg van een temperatuurgradiënt. Voor een thermische energieoverdracht moet er een temperatuurgradiënt zijn tussen de twee punten. De energieoverdracht vindt plaats totdat de temperaturen gelijk zijn (dwz de temperatuurgradiënt is nul). Een thermische geleider is een materiaal dat een goede thermische energieoverdrachtsnelheid zou geven vanwege een temperatuurgradiënt. Theoretisch zal een perfecte thermische geleider warmteoverdracht mogelijk maken, zelfs bij een temperatuurgradiënt van nul en de tijd die nodig is voor het thermische evenwicht zou nul zijn. Maar er zijn geen perfecte thermische geleiders. Meestal zijn metalen goede warmtegeleiders, terwijl kunststoffen en polymeren dat niet zijn. Maar er zijn altijd uitzonderingen. Een radiator van een auto bestaat uit goede warmtegeleiders. Daardoor wordt de energie-output gemaximaliseerd en de motor koel gehouden. Een kookpan is gemaakt van thermische geleiders om de maximale energie te leveren aan het item dat wordt gekookt. In elektronische en elektrische apparaten worden componenten met een hoog uitgangsvermogen beschermd door een koellichaam, dat de warmteafgifte van de component absorbeert en in de lucht afgeeft.die de warmteafgifte van het onderdeel absorbeert en in de lucht afgeeft.die de warmteafgifte van het onderdeel absorbeert en in de lucht afgeeft.
Thermische isolatoren
Een perfecte thermische isolator is een materiaal dat geen thermische energieoverdracht mogelijk maakt vanwege een temperatuurgradiënt. Een perfecte thermische isolator zou een oneindige tijd nodig hebben om tot thermisch evenwicht te komen. Maar in de praktijk zal een thermische isolator altijd warmteoverdracht mogelijk maken, maar met een verwaarloosbare snelheid. De meeste kunststoffen en polymeren zijn goede thermische isolatoren. Er zijn veel toepassingen van thermische isolatie. Het passagierscompartiment van een auto is grotendeels thermisch geïsoleerd om hitte van buitenaf te vermijden en warmte van de motor die binnenin verwarmt. Op de buik van de spaceshuttle zijn speciale warmte-isolatiestenen aangebracht om het interieur te beschermen tegen de verwarming bij de terugkeer. Een gebouw dat thermisch geïsoleerd is, kan erg handig zijn als het gaat om kostenreductie,omdat het vrijwel geen energie gebruikt om het gebouw koel of warm te houden.
Wat is het verschil tussen thermische isolator en geleider?
• Thermische isolatoren dragen geen energie over, maar thermische geleiders wel.
• Warmte-isolatoren bestaan meestal uit grote ketens van moleculen, die niet kunnen trillen vanwege thermische energie, maar de meeste warmtegeleiders zijn gemaakt van enkelvoudige atomen of roostervormige verbindingen, die wel kunnen trillen.
Verwant onderwerp:
Verschil tussen elektrische geleider en isolator
