Thermische isolator versus thermische geleider
Thermische isolatoren en thermische geleiders kunnen worden beschouwd als twee eenvoudige classificaties van materialen. Thermische isolatie en warmtegeleiding zijn zeer belangrijke onderwerpen op het gebied van warmte en thermodynamica. Deze concepten spelen een grote rol op het gebied van ruimteverkenning, industrie, machines, motormechanica, elektrotechniek, fabricage van elektronische apparatuur, gebouwontwerp en architectuur en zelfs koken. Het is essentieel om een goed begrip te hebben van thermische geleidbaarheid en thermische isolatie om een goed begrip op deze gebieden te krijgen. In dit artikel gaan we bespreken wat thermische geleidbaarheid en thermische isolatie zijn, wat thermische geleiders en thermische isolatoren zijn, wat hun overeenkomsten zijn, wat de praktische toepassingen van deze materialen zijn en tot slot hun verschillen.
Thermische geleiders
Om te begrijpen wat een thermische geleider is, moeten we eerst begrijpen wat thermische geleiding is. Thermische geleiding is het proces van overdracht van thermische energie (warmte) van de ene plaats naar de andere als gevolg van een temperatuurgradiënt. Voor een thermische energieoverdracht moet er een temperatuurgradiënt zijn tussen de twee punten. De energieoverdracht wordt gedaan totdat de temperaturen gelijk zijn (d.w.z. de temperatuurgradiënt is nul). Een thermische geleider is een materiaal dat een goede overdrachtssnelheid van thermische energie zou geven als gevolg van een temperatuurgradiënt. Theoretisch zal een perfecte thermische geleider warmteoverdracht mogelijk maken, zelfs bij een temperatuurgradiënt van nul en de tijd die nodig is voor het thermisch evenwicht zou nul zijn. Maar perfecte thermische geleiders bestaan niet. Gewoonlijk zijn metalen goede warmtegeleiders, terwijl kunststoffen en polymeren dat niet zijn. Maar er zijn altijd uitzonderingen. Een radiator van een auto bestaat uit goede warmtegeleiders. Daardoor wordt de energie-output gemaximaliseerd en blijft de motor koel. Een kookpan is gemaakt van thermische geleiders om de maximale energie te leveren aan het item dat wordt gekookt. In elektronische en elektrische apparaten worden componenten met een hoog vermogen beschermd door een koellichaam, dat de warmteafgifte van het component absorbeert en aan de lucht afgeeft.
Thermische isolatoren
Een perfecte thermische isolator is een materiaal dat geen thermische energieoverdracht mogelijk maakt vanwege een temperatuurgradiënt. Een perfecte thermische isolator zou een oneindige tijd nodig hebben om tot thermisch evenwicht te komen. Maar in de praktijk zal een thermische isolator altijd warmteoverdracht mogelijk maken, maar met een verwaarloosbare snelheid. De meeste kunststoffen en polymeren zijn goede thermische isolatoren. Er zijn veel toepassingen van thermische isolatie. Het passagierscompartiment van een auto is meestal thermisch geïsoleerd om warmte van buiten en warmte van de motor die de binnenkant verwarmt te voorkomen. Op de buik van de spaceshuttle zijn speciale warmte-isolerende stenen aangebracht om het interieur te beschermen tegen de verwarming bij de terugkeer. Een gebouw dat thermisch geïsoleerd is, kan erg handig zijn als het gaat om kostenbesparing, omdat het vrijwel geen energie gebruikt om het gebouw koel of warm te houden.
|
Wat is het verschil tussen thermische isolator en geleider? • Thermische isolatoren dragen geen energie over, maar thermische geleiders wel. • Thermische isolatoren bestaan meestal uit grote ketens van moleculen die niet kunnen trillen vanwege thermische energie, maar de meeste thermische geleiders zijn gemaakt van enkele atomen of roostervormige verbindingen die kunnen trillen. |
gerelateerd onderwerp:
Verschil tussen elektrische geleider en isolator
