Yang bahan konduktif haba adalah mereka yang membolehkan haba untuk dipindahkan cekap dari satu (atau cecair) suhu permukaan yang tinggi dan suhu yang lebih rendah.
Bahan pengalir haba digunakan dalam aplikasi kejuruteraan yang berbeza. Antara aplikasi yang paling penting ialah pembinaan peralatan penyejukan, peralatan pelesapan haba dan secara amnya sebarang peralatan yang memerlukan pertukaran haba dalam prosesnya.
Pengaliran haba dalam bahan
Bahan-bahan yang bukan konduktor haba yang baik dikenali sebagai penebat. Antara bahan penebat yang paling banyak digunakan ialah gabus dan kayu.
Adalah biasa bahawa bahan yang mengalirkan haba dengan baik juga merupakan pengalir elektrik yang baik. Beberapa contoh bahan konduktif yang baik untuk haba dan elektrik adalah aluminium, tembaga, dan perak, antara lain.
Bahan yang berbeza dan sifat konduksi haba masing-masing boleh didapati dalam manual kimia yang merangkum hasil pengaliran eksperimen yang dilakukan pada bahan-bahan ini.
Pengaliran haba
Pengaliran adalah pemindahan haba yang berlaku di antara dua lapisan bahan yang sama atau antara permukaan yang bersentuhan dengan dua bahan yang tidak bertukar jirim.
Dalam kes ini, pemindahan haba dalam bahan berlaku berkat perlanggaran molekul yang berlaku di antara lapisan atau permukaan.
Kejutan molekul memungkinkan pertukaran tenaga dalaman dan kinetik antara atom bahan.
Oleh itu, lapisan atau permukaan dengan atom tenaga dalaman dan kinetik yang lebih tinggi memindahkan tenaga ke lapisan atau permukaan tenaga yang lebih rendah, sehingga meningkatkan suhu mereka.
Bahan yang berbeza mempunyai struktur molekul yang berbeza yang menyebabkan tidak semua bahan mempunyai kemampuan yang sama untuk melakukan haba.
Kekonduksian terma
Untuk menyatakan kemampuan bahan atau cecair untuk melakukan haba, sifat fizikal "kekonduksian terma" digunakan, yang biasanya diwakili oleh huruf k.
Kekonduksian terma adalah sifat yang mesti dijumpai secara eksperimen. Anggaran eksperimental kekonduksian terma untuk bahan pepejal agak mudah, tetapi prosesnya kompleks untuk pepejal dan gas.
Kekonduksian terma untuk bahan dan cecair dilaporkan untuk kuantiti bahan dengan luas aliran 1 kaki persegi, ketebalan 1 kaki, selama satu jam pada perbezaan suhu 1 ° K.
Bahan konduktif haba
Walaupun secara teori semua bahan dapat memindahkan haba, ada yang mempunyai konduksi yang lebih baik daripada yang lain.
Secara semula jadi terdapat bahan seperti tembaga atau aluminium yang merupakan pengalir haba yang baik, namun sains bahan, nanoteknologi dan kejuruteraan telah memungkinkan penciptaan bahan baru dengan sifat konduksi yang baik.
Walaupun bahan pengalir panas seperti tembaga, yang terdapat di alam semula jadi, mempunyai kekonduksian terma 401 W / K m, tabung nano karbon yang dihasilkan dengan kekonduksian terma hampir 6600 W / K m telah dilaporkan.
Nilai kekonduksian terma untuk pelbagai bahan dapat dilihat pada jadual berikut:
Rujukan
- Berber S. Kwon Y. Tomanek D. Kekonduksian Termal Tinggi yang Tidak Biasa dari Nanotube Karbon. Huruf Ulasan Fizikal. 2000; 84: 4613
- Chen Q. et al. Kriteria alternatif dalam pengoptimuman pemindahan haba. Prosiding Royal Society A: Sains Matematik, Fizikal dan Kejuruteraan.2011; 467 (2128): 1012-1028.
- Cortes L. et al. 2010. Kekonduksian terma bahan. Simposium Metrologi.
- Kaufman WC Bothe D. Meyer SD Keupayaan Penebat Termal dari Bahan Pakaian Qutdoor. Sains. 1982; 215 (4533): 690–691.
- Kern D. 1965. Proses Pemindahan Haba. Bukit McGraw.
- Merabia S. et al. Pemindahan haba dari nanopartikel: analisis keadaan yang sepadan. Prosiding Akademi Sains Nasional Amerika Syarikat. 2009; 106 (36): 15113-15118.
- Salunkhe PB Jaya Krishna D. Penyiasatan terhadap bahan penyimpanan haba terpendam untuk aplikasi pemanasan air suria dan pemanasan ruang. Jurnal Penyimpanan Tenaga. 2017; 12: 243-260.