થર્મલ વાહકતા શું છે?

થર્મલ વાહકતા શું છે?

થર્મલ વાહકતા એ આપેલ સામગ્રીની ગરમીનું સંચાલન/ટ્રાન્સફર કરવાની ક્ષમતાનો સંદર્ભ આપે છે. તે સામાન્ય રીતે 'k' પ્રતીક દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે પરંતુ 'λ' અને 'κ' દ્વારા પણ સૂચિત કરી શકાય છે. આ જથ્થાની પારસ્પરિકતાને થર્મલ પ્રતિકારકતા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા ધરાવતી સામગ્રીનો ઉપયોગ હીટ સિંકમાં થાય છે જ્યારે λ ની ઓછી કિંમતવાળી સામગ્રીનો ઉપયોગ થર્મલ ઇન્સ્યુલેટર તરીકે થાય છે.

ફ્યુરિયરનો થર્મલ વહનનો કાયદો (જેને ગરમીના વહનના કાયદા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) જણાવે છે કે સામગ્રી દ્વારા જે દરે ગરમીનું ટ્રાન્સફર થાય છે તે તાપમાનના ઢાળના ઋણના પ્રમાણસર હોય છે અને તે વિસ્તાર જેમાંથી ગરમી વહે છે તેના પ્રમાણસર પણ હોય છે.

નક્કર સામગ્રીની હીટ ટ્રાન્સફર લાક્ષણિકતાઓને થર્મલ વાહકતા, k (અથવા λ) નામની મિલકત દ્વારા માપવામાં આવે છે, જે W/mK માં માપવામાં આવે છે તે વહન દ્વારા સામગ્રી દ્વારા ગરમીને સ્થાનાંતરિત કરવાની પદાર્થની ક્ષમતાનું માપ છે. નોંધ કરો કે ફ્યુરિયરનો કાયદો તેની સ્થિતિ (નક્કર, પ્રવાહી અથવા ગેસ) ને ધ્યાનમાં લીધા વિના તમામ બાબતો માટે લાગુ પડે છે, તેથી, તે પ્રવાહી અને વાયુઓ માટે પણ વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે.

મોટાભાગના પ્રવાહી અને ઘન પદાર્થોની થર્મલ વાહકતા તાપમાન સાથે બદલાય છે. વરાળ માટે, તે દબાણ પર પણ આધાર રાખે છે.

થર્મલ વાહકતા પર તાપમાનની અસર

તાપમાન ધાતુઓ અને બિન-ધાતુઓની થર્મલ વાહકતાને અલગ રીતે અસર કરે છે.

બિન-ધાતુઓ

બિન-ધાતુઓની થર્મલ વાહકતા મુખ્યત્વે જાળીના સ્પંદનોને આભારી છે.

જ્યારે તાપમાન ઊંચું હોય ત્યારે ફોનન્સનો સરેરાશ મુક્ત માર્ગ નોંધપાત્ર રીતે ઘટતો નથી, જે સૂચવે છે કે બિન-ધાતુઓની થર્મલ વાહકતા ઊંચા તાપમાને નોંધપાત્ર ફેરફાર દર્શાવતી નથી.

જ્યારે તાપમાન ડેબી તાપમાન કરતા એક બિંદુ સુધી ઘટે છે, ત્યારે બિન-ધાતુની ઉષ્મા વાહકતા તેની ઉષ્મા ક્ષમતા સાથે ઘટે છે. આ ક્રોસલિંક્ડ પીઇ ફીણ  પ્લાસ્ટિક ફીણનો એક પ્રકાર છે, જેમાં લઘુત્તમ થર્મલ વાહકતા 0.039 W/mK છે, જો તમે TDS વિશે માહિતી મેળવવા માંગતા હો, તો ઈ-મેલ દ્વારા Meishuo નો સંપર્ક કરવા સ્વાગત છે: info@msfoam.com, ટેલિફોન: +89-572-2691805.

ધાતુઓ

ધાતુઓની ગરમી વાહકતા મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની હાજરીને આભારી છે. તે ચોક્કસ તાપમાન અને વિદ્યુત વાહકતાના ઉત્પાદન માટે અંશે પ્રમાણસર છે, વિડેમેન-ફ્રાંઝના કાયદા મુજબ.

તાપમાનમાં વધારા સાથે, શુદ્ધ ધાતુની વિદ્યુત વાહકતા ઘટે છે.

આ સૂચવે છે કે શુદ્ધ ધાતુની થર્મલ વાહકતા તાપમાનમાં વધારા સાથે થોડો તફાવત દર્શાવે છે. જો કે, જ્યારે તાપમાન 0K ની નજીક પહોંચે છે ત્યારે તીવ્ર ઘટાડો જોવા મળે છે.

જ્યારે તાપમાનમાં વધારો થાય છે ત્યારે ધાતુઓના એલોય વિદ્યુત વાહકતામાં નોંધપાત્ર ફેરફારો દર્શાવતા નથી, જે સૂચવે છે કે તાપમાનમાં વધારો સાથે તેમની ઉષ્મા વાહકતા વધે છે.

ઘણી શુદ્ધ ધાતુઓમાં ઉષ્મા વાહકતાનું ટોચનું મૂલ્ય 2K થી 10K સુધીના તાપમાને મળી શકે છે.

આ ઉપરાંત, ઉષ્મા વાહકતા (K-મૂલ્ય) નું પણ સમીકરણ છે આર મૂલ્ય, નીચે મુજબ:

R = 1/C = L/K 

ઉચ્ચ વાહકતા, K, ઝડપી ઉષ્મા પ્રવાહ સૂચવે છે, અને ઓછી વાહકતા ઓછી ઉષ્મા પ્રવાહ સૂચવે છે. સમાન સામગ્રીના જાડા ટુકડાઓ પાતળા ટુકડાઓ કરતાં વધુ ધીમેથી ગરમીનું કારણ બને છે. તેથી વાસ્તવિક થર્મલ કામગીરી સામગ્રીની વાહકતા અને જાડાઈ બંને પર આધાર રાખે છે. વાહકતા K અને જાડાઈ L સાથે સામગ્રીના ટુકડામાં C = K/L વાહકતા હોય છે, જે દર્શાવે છે કે તે સામગ્રીના ચોક્કસ ભાગ જેમ કે દિવાલમાંથી ગરમી કેટલી સારી રીતે વહી શકે છે. ઇમારતોમાં, તમે ઘણીવાર ગરમીના પ્રવાહને રોકવા અથવા ઇન્સ્યુલેટીંગ સાથે સંબંધિત છો.