Soojusisolaator vs soojusjuht
Soojusisolaatoreid ja soojusjuhte võib käsitleda kahe lihtsa materjalide klassifikatsioonina. Soojusisolatsioon ja soojusjuhtivus on soojuse ja termodünaamika valdkonnas väga olulised teemad. Need kontseptsioonid mängivad tohutut rolli kosmoseuuringute, tööstuse, masinate, mootormehaanika, elektrotehnika, elektroonikaseadmete tootmise, hoonete projekteerimise ja arhitektuuri ning isegi toiduvalmistamise valdkonnas. Nendes valdkondades hea arusaamise saamiseks on oluline omada head arusaama soojusjuhtivusest ja soojusisolatsioonist. Selles artiklis arutleme, mis on soojusjuhtivus ja soojusisolatsioon, mis on soojusjuhid ja soojusisolaatorid, millised on nende sarnasused, millised on nende materjalide praktilised rakendused ja lõpuks nende erinevused.
Soojusjuhid
Et mõista, mis on soojusjuht, peame kõigepe alt mõistma, mis on soojusjuhtivus. Soojusjuhtivus on soojusenergia (soojuse) ülekandmine ühest kohast teise temperatuurigradiendi tõttu. Soojusenergia ülekandmiseks peab kahe punkti vahel olema temperatuurigradient. Energiaülekanne toimub seni, kuni temperatuurid on võrdsed (st temperatuurigradient on null). Soojusjuht on materjal, mis annab hea soojusenergia ülekandekiiruse mis tahes temperatuurigradiendi tõttu. Teoreetiliselt võimaldab täiuslik soojusjuht soojusülekannet isegi nulltemperatuuri gradiendil ja termilise tasakaalu saavutamiseks kuluv aeg oleks null. Kuid ideaalseid soojusjuhte pole olemas. Tavaliselt on metallid head soojusjuhid, plastid ja polümeerid aga mitte. Kuid alati on erandeid. Auto radiaator koosneb headest soojusjuhtidest. Maksimeerides seeläbi energia väljundi ja hoides mootori jahedana. Küpsetuspann on valmistatud soojusjuhtidest, et anda küpsetatavale esemele maksimaalne energia. Elektroonika- ja elektriseadmetes on suure võimsusega komponendid kaitstud jahutusradiaatoriga, mis neelab komponendi soojusväljundi ja vabastab selle õhku.
Soojusisolaatorid
Täiuslik soojusisolaator on materjal, mis ei võimalda temperatuuri gradiendi tõttu soojusenergia ülekandmist. Täiuslik soojusisolaator nõuab lõpmatut aega, et jõuda soojusliku tasakaaluni. Kuid praktikas võimaldab soojusisolaator alati soojusülekannet, kuid tühise kiirusega. Enamik plastikutest ja polümeeridest on head soojusisolaatorid. Soojusisolatsiooni rakendusi on palju. Auto sõitjateruum on enamasti soojusisoleeritud, et vältida soojust väljast ja mootori soojust seest. Kosmosesüstiku kõhule on paigaldatud spetsiaalsed soojusisolatsiooniklotsid, et kaitsta sisemust tagasisisenemisel kuumenemise eest. Soojusisolatsiooniga hoone võib olla kulude vähendamisel väga kasulik, kuna see ei kasuta hoone jahedana või kuumana hoidmiseks praktiliselt nullenergiat.
|
Mis vahe on soojusisolaatoril ja juhil? • Soojusisolaatorid ei kanna energiat üle, küll aga soojusjuhid. • Soojusisolaatorid koosnevad enamasti suurtest molekulide ahelatest, mis ei suuda soojusenergia tõttu vibreerida, kuid enamik soojusjuhte on valmistatud üksikutest aatomitest või võrekujulistest ühenditest, mis on võimelised vibreerima. |
Seotud teema:
Erinevus elektrijuhi ja isolaatori vahel
