熱導率

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Template:NoteTA 热导率Template:Lang-en)其符號為kλκ,是指材料传导热能的能力,或称热传导率

單位為·公尺-1·克耳文-1W mK

定義

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]

傅立葉定律

𝐪=kT

其中𝐪熱通量密度,為向量; k是熱導率;T溫度梯度,為向量。


若給定兩物質,其座標分別為x=0x=L>0,其溫度分別為T1T2,且T2>T1

則可將等式轉換為:

q=kT2T1L

根據熱力學第二定律,熱量由高溫物體向低溫物體傳遞[2],所以在此處𝐪<0,則可推知k>0[3]

影響因子

溫度

熱導率會隨著溫度升高,並且可以在一特定溫度範圍內維持在最大值,然而溫度一旦超過此一範圍,熱導率會快速衰減至最小值,此時溫度則接近該物質熔點。[4]

晶粒大小

熱導率會隨著晶粒增大而增加。[4]

晶形

除了立方晶系(cubic system)的物質,多數物質之熱導率具有非均向性(anisotropy)。[4]

化學組成

熱導率受雜質影響甚鉅。[4]

物質的熱導率

物質 物質狀態 導熱率Wm-1K-1
石墨烯 固態 4400 ~ 5780
金刚石 固態 900 ~ 2320
固態 420
固態 401
黃金 固態 318
固態 237
固態 70
固態 80
固態 60
固態 35
液態 8.34
固態 2
陶瓷 固態 1.22
玻璃 固態 1.1
液態 0.6
聚乙烯 固態 0.3
尼龍 固態 0.2
石蠟油 液態 0.2
石棉 固態 0.2
聚苯乙烯 固態 0.033
軟木塞 固態 0.50
採用在標準狀況下的數據。對於氣體,值是對應於cp

參考資料