热导率

热导率英语:)其符号为,是指材料传导热能的能力,或称热传导率

单位为·公尺-1·克耳文-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。[1]

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,其座标分别为,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[2],所以在此处<0,则可推知>0[3]

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。[4]

晶粒大小

热导率会随着晶粒增大而增加。[4]

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)。[4]

化学组成

热导率受杂质影响甚钜。[4]

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
固态15.24
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

参考数据

  1. (PDF). (原始内容存档 (PDF)于2020-01-14).
  2. . (原始内容存档于2021-04-17).
  3. Bird, R. Byron; Stewart, Warren E.; Lightfoot, Edwin N. . John Wiley & Sons, Inc. December 2006: P.266. ISBN 978-0-470-11539-8.
  4. Liu, Peisheng; Chen, Guo-Feng. . Butterworth-Heinemann. 26th August 2014. ISBN 9780124077881.
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