Co to przewodnictwo cieplne?

 Jest to proces polegający na przekazywaniu

energii kinetycznej bezładnego ruchu cząsteczek ośrodka z części układu o wyższej temperaturze do cząsteczek z części układu o temperaturze niższej. Wielkością charakteryzującą przewodnictwo cieplne substancji jest jej przewodność cieplna. Dotykając wielu obiektów o tej samej temperaturze, odczuwamy chłód mniej lub bardziej, wynika z tego, że odmienne materiały mają różne współczynniki przewodnictwa cieplnego. 

Przewodność cieplna różnych materiałów

Bardzo często materiały ,które dobrze przewodzą prąd są również dobrymi przewodnikami cieplnymi i w drugą stronę - izolatory elektryczne słabo przewodzą ciepło.

Materiał                                  Przewodność cieplna

Grafen                                   4840-5300

Diament                                 900-2320

Mosiądz                                 110

Gleba                                      1,5

Drewno                                  0,2

Woda                                     0,6

Powietrze                               0,025

Przewodność termiczna

Poniżej pokazano cząsteczki dwóch stykających się ciał o różnych temperaturach. Średnia energia kinetyczna cząsteczek w gorącym ciele jest większa, niż w tym chłodniejszym. Kiedy dochodzi między nimi do zderzeń, część energii kinetycznej zostaje przekazana cząsteczce, która początkowo poruszała się wolnej. W każdym momencie zachodzi mnóstwo takich zderzeń i energia jest sukcesywnie przekazywana z gorętszego ciała do chłodniejszego.

Taki transport ciepła miedzy dwoma obiektami nazywamy przewodzeniem termicznym.

Metale-przewodnictwo cieplne

Materiały o dużym współczynniki przewodnictwa kkk (jak metale i kamienie) dobrze przewodzą ciepło w obie strony; mogę je od nas zarówno pobrać, jak i je nam dostarczyć. Zatem, jeśli dotkniemy ręką metalu, którego temperatura jest niższa od naszej własnej, nastąpi szybki przepływ ciepła z naszej dłoni do metalu, w skutek czego poczujemy zimno. I odwrotnie - gdy dotkniemy metalu o wysokiej temperaturze,

bardzo szybko przekaże on nam dużą ilość

ciepła, a więc poczujemy gorąco (lub nawet

poparzenie).

To tłumaczy, dlaczego, chodząc boso, zimą czujemy chłód (ciepło gwałtownie przepływa z naszych stóp do zimnej ziemi), a latem odczuwamy ciepło (rozgrzane podłoże przekazuje energię cieplną naszym stopom).

Zastosowanie przewodników ciepła:

-do produkcji garnków, żelazek i kaloryferów, ponieważ metal dobrze przewodzi ciepło,

-do produkcji rur przeprowadzających ciepłą wodę

-do produkcji chłodnic samochodowych

Zastosowanie Izolatorów ciepła :

-w budownictwie jako okna próżniowe, które mają za zadanie chronić lokatorów budynków przed nadmierną utratom ciepła,

-w budownictwie jako materiały budowlane (porowate cegły, betonowe płyty styropian), które źle przewodzą ciepło,

-do produkcji drzwi, ponieważ drewno nie przewodzi dobrze ciepła

Doświadczenie 1

Do szklanki z gorącą wodą włóż dwie łyżki. Jedną-plastikową, drugą-metalową. Co się dzieje?

Obserwacje: Metalowa łyżka jest bardzo gorąca, zaś plastikowa nie reaguje i nadal jest zimna.

Wniosek: Plastik jest izolatorem- słabo przewodzi ciepło. Metal- bardzo dobrze przewodzi ciepło