热导率(英語:Thermal conductivity)其符號為、或 ,是指材料传导热能的能力,或称热传导率。
單位為瓦·公尺-1·克耳文-1( )
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]
由傅立葉定律:
其中熱通量密度,為向量; 是熱導率;是溫度梯度,為向量。
若給定兩物質,其座標分別為與,其溫度分別為與,且。
則可將等式轉換為:
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<0,則可推知>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
更多信息 物質, 物質狀態 ...
物質
|
物質狀態
|
導熱率Wm-1K-1
|
石墨烯 |
固態 |
(4840±440) ~ (5300±480)
|
金刚石 |
固態 |
900 ~ 2320
|
銀 |
固態 |
420
|
銅 |
固態 |
401
|
黃金 |
固態 |
318
|
鋁 |
固態 |
237
|
鉑 |
固態 |
70
|
鐵 |
固態 |
80
|
鋼 |
固態 |
60
|
鉛 |
固態 |
35
|
鈦 |
固態 |
15.24
|
汞 |
液態 |
8.34
|
冰 |
固態 |
2
|
陶瓷 |
固態 |
1.22
|
玻璃 |
固態 |
1.1
|
水 |
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。
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參考資料
Bird, R. Byron; Stewart, Warren E.; Lightfoot, Edwin N. Transport Phenomena. John Wiley & Sons, Inc. December 2006: P.266. ISBN 978-0-470-11539-8.
Liu, Peisheng; Chen, Guo-Feng. Porous Materials:Processing and Applications. Butterworth-Heinemann. 26th August 2014. ISBN 9780124077881.