
【電】 thermal conductivity
熱傳導率(Thermal Conductivity)是描述材料傳導熱量能力的物理量,指在單位溫度梯度下,單位時間内通過單位面積的熱量。其國際單位制為瓦特每米開爾文(W/(m·K))。該術語在工程學、材料科學和物理學中至關重要,用于評估材料的隔熱或導熱性能。
熱傳導率量化了材料内部熱量的傳遞效率。例如,金屬(如銅)因具有高自由電子密度,其熱傳導率較高(約400 W/(m·K)),能快速傳遞熱量;而隔熱材料(如泡沫塑料)熱傳導率極低(約0.03 W/(m·K)),可有效阻滞熱流。數學表達式為傅裡葉定律: $$ q = -k abla T $$ 其中 ( q ) 為熱流密度,( k ) 為熱傳導率,( abla T ) 為溫度梯度。
材料類别 | 熱傳導率範圍 (W/(m·K)) | 應用領域 |
---|---|---|
金屬(銅、鋁) | 50–400 | 散熱器、熱交換器 |
建築材料(混凝土) | 0.8–1.5 | 建築保溫設計 |
隔熱材料(氣凝膠) | 0.01–0.03 | 航天器隔熱系統 |
熱傳導率受溫度、材料微觀結構和相态影響。例如,晶體材料在晶格振動方向呈現各向異性導熱。測量需遵循《ASTM E1225 穩态熱流法》或《ISO 22007 瞬态熱線法》等國際标準,确保數據可靠性。
注:工程中常稱“熱導率”(Thermal Conductivity Coefficient),與熱傳導率同義,見《中國大百科全書·物理學卷》。
熱傳導率(又稱熱導率,Thermal Conductivity)是描述材料傳導熱量能力的物理量,用符號( k )或( lambda )表示,單位為瓦特每米開爾文(W/(m·K))。其核心含義是:在單位溫度梯度下,單位時間内通過單位面積材料傳遞的熱量。
物理意義
熱傳導率越高,材料導熱性能越強。例如,金屬(如銀、銅)的熱導率極高,能快速傳遞熱量;而泡沫、木材等絕緣材料熱導率低,適合保溫。
影響因素
應用領域
相關公式
根據傅裡葉定律,熱流密度( q )與溫度梯度(
abla T )的關系為:
$$
q = -k
abla T
$$
負號表示熱量從高溫流向低溫區域。
如需更全面的數據,可參考材料物性手冊或專業數據庫。
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