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热导率

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

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。

傅里叶定律

其中热通量密度,为矢量; 是热导率;温度梯度,为矢量。


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,所以在此处<0,则可推知>0

影响因子

温度

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。

晶粒大小

热导率会随着晶粒增大而增加。

晶形

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)。

化学组成

热导率受杂质影响甚钜。

物质的热导率

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
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

  1. ^ 度量衡單位及其所用之倍數、分數之名稱、定義及代號 (PDF).
  2. ^ NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION:second law of thermodynamics.
  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.

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