V án len đá như một vật liệu cách nhiệt , thông số kỹ thuật của nó có nhiều mật độ , chẳng hạn như 60 K G mỗi mét khối , 100 K G mỗi mét khối , v v M ật độ khác nhau cũng có mối quan hệ nhất định với độ dẫn nhiệt . D ưới đây , chúng ta sẽ sử dụng độ dẫn nhiệt của các đối tượng để đưa ra một lời giải thích chung .
Độ dẫn nhiệt (th ường được biểu thị bằng k , λ hoặc κ) là một thuộc tính của vật liệu dẫn nhiệt . Nó chủ yếu được đánh giá theo định luật Fo urier cho sự dẫn nhiệt . Việc mô hình hóa độ dẫn nhiệt rất phức tạp bởi vì có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến nó , và điều phức tạp hơn là trong một mô hình hoàn chỉnh , độ dẫn nhiệt phải được coi là một tens or , bởi vì có thể có các giá trị khác nhau theo các hướng khác nhau .
Tuy nhiên , bạn có thể tìm thấy các thí nghiệm liên quan độ dẫn nhiệt đến mật độ . Tuy nhiên , vẫn có một số yếu tố trực tiếp ảnh hưởng đến độ dẫn nhiệt :
Nhiệt độ
Đối với kim loại và phi kim loại, ảnh hưởng của nhiệt độ lên độ dẫn nhiệt là khác nhau. Trong kim loại, độ dẫn nhiệt chủ yếu là do electron tự do. Theo định luật Wiedemann-Franz, độ dẫn nhiệt của kim loại xấp xỉ tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối (đang Kelvin) nhân với độ dẫn điện. Trong kim loại tinh khiết, độ dẫn điện giảm khi nhiệt độ tăng, vì vậy sản phẩm của hai (dẫn nhiệt) vẫn gần như không đổi. Tuy nhiên, khi nhiệt độ tiếp cận với mức không tuyệt đối, độ dẫn nhiệt giảm mạnh.
Trong các hợp kim, sự thay đổi về độ dẫn điện thường nhỏ, vì vậy độ dẫn nhiệt tăng theo nhiệt độ, thường tỷ lệ thuận với nhiệt độ. Mặt khác, độ dẫn nhiệt của các phi kim loại chủ yếu là do rung động mạng (phonon). Ngoại trừ các tinh thể chất lượng cao ở nhiệt độ thấp, đường đi tự do của phonon không giảm đáng kể ở nhiệt độ cao. Do đó, độ dẫn nhiệt của các kim loại phi là gần như không đổi ở nhiệt độ cao.Ở nhiệt độ thấp thấp hơn nhiệt độ Debye, độ dẫn nhiệt giảm do tán xạ chất mang, và dung lượng nhiệt cũng giảm từ các khiếm khuyết ở nhiệt độ rất thấp.
Giai đoạn Hóa học
Khi một vật liệu trải qua quá trình chuyển pha từ chất rắn sang chất lỏng hoặc từ chất lỏng sang khí, độ dẫn nhiệt có thể thay đổi. Một ví dụ về điều này là sự thay đổi trong độ dẫn nhiệt xảy ra khi băng (dẫn nhiệt 2,18 W / (m·K) ở 0 °C) tan chảy để tạo thành nước lỏng (dẫn nhiệt 0,56 W / (m·K) ở 0 °C).
Chất anisotropy nhiệt
Một số chất, chẳng hạn như các tinh thể phi khối, có thể thể hiện độ dẫn nhiệt khác nhau dọc theo các trục tinh thể khác nhau do sự khác biệt trong khớp nối phonon dọc theo một trục tinh thể nhất định. Sapphire là một ví dụ đáng chú ý về độ dẫn nhiệt biến đổi dựa trên hướng và nhiệt độ, 35 W / (m·K) dọc theo trục C và 32 W / (m·K) dọc theo trục A. Gỗ thường dẫn tốt hơn dọc theo hạt so với trên nó. Các ví dụ khác về vật liệu có độ dẫn nhiệt thay đổi theo hướng là kim loại ép lạnh nặng, vật liệu nhiều lớp, cáp, vật liệu cho các hệ thống bảo vệ nhiệt con thoi không gian và cấu trúc vật liệu composite gia cố bằng sợi. Khi sự dị hướng tồn tại, hướng của dòng nhiệt có thể không chính xác giống như hướng của gradient nhiệt.
Độ dẫn điện (electric conductivity)
Trong kim loại, theo định luật Wiedemann-Franz, độ dẫn nhiệt gần như theo dõi độ dẫn điện, vì các electron hóa trị di chuyển tự do có thể truyền không chỉ dòng điện mà còn năng lượng nhiệt. Tuy nhiên, do sự quan trọng ngày càng tăng của các phonon, mối tương quan chung giữa độ dẫn điện và độ dẫn nhiệt không áp dụng cho các chất mang nhiệt phi kim loại khác. Bạc dẫn điện cao có độ dẫn nhiệt thấp hơn kim cương, là một chất cách điện, nhưng dẫn nhiệt thông qua các phonon do sự sắp xếp nguyên tử trật tự của nó.
Đối lưu (Convection)
Các thành phần hệ thống xả với lớp phủ gốm dẫn nhiệt thấp có thể làm giảm việc tạo nhiệt ở các thành phần nhạy cảm gần đó. Trong trường hợp không có đối lưu, không khí và các khí khác thường là chất cách điện tốt. Do đó, nhiều vật liệu cách nhiệt hoạt động đơn giản bằng cách có một số lượng lớn các túi chứa đầy không khí ngăn chặn sự đối lưu quy mô lớn. Ví dụ về những loại này bao gồm polystyrene mở rộng và ép đùn (thường được gọi là "styrofoam") và silica aerogel, cũng như quần áo ấm áp. Chất cách nhiệt sinh học tự nhiên như lông và lông có thể đạt được tác dụng tương tự bằng cách ức chế đáng kể sự đối lưu của không khí hoặc nước gần da của động vật.
Các khí nhẹ, như hydro và heli, thường có độ dẫn nhiệt cao. Các loại khí dày đặc như xenon và dichlorodifluoromethane có độ dẫn nhiệt thấp. Một ngoại lệ, lưu huỳnh hexafluoride, một khí dày đặc, có độ dẫn nhiệt tương đối cao do khả năng nhiệt cao của nó. Argon, một loại khí dày hơn không khí, thường được sử dụng trong kính cách nhiệt (cửa sổ kính đôi) để cải thiện tính cách nhiệt của nó.
Tiếng Việt