رابطه بین هدایت حرارتی و چگالی، گرمای ویژه و هدایت حرارتی مواد چیست؟

رابطه بین رسانایی حرارتی ماده عایق λ=k/(ρ×c) است، که k نشان دهنده هدایت حرارتی ماده، ρ نشان دهنده چگالی و c نشان دهنده گرمای ویژه است.

1. مفهوم هدایت حرارتی
در مواد عایق، هدایت حرارتی به توانایی گرما در واحد سطح در ماده برای عبور از ماده در واحد زمان، یعنی سرعت انتقال حرارت اشاره دارد. معمولاً با جریان گرما در واحد سطح در واحد زمان بیان می شود که اختلاف دما 1K باشد و واحد W/(m·K) باشد. بزرگی رسانش گرما به هدایت حرارتی و اختلاف دمای ماده بستگی دارد.

2. فرمول محاسبه هدایت حرارتی
رسانایی حرارتی مواد عایق به چگالی، گرمای ویژه و هدایت حرارتی ماده مربوط می شود و رابطه بین آنها: λ=k/(ρ×c) است.
در میان آنها، k نشان دهنده هدایت حرارتی مواد است، واحد W/(m·K) است. ρ نشان دهنده چگالی است، واحد کیلوگرم در متر مکعب است. c نشان دهنده گرمای ویژه است، واحد J/(kg·K) است. این فرمول به ما می گوید که اگر بخواهیم رسانایی حرارتی ماده عایق را کاهش دهیم، باید چگالی، ظرفیت گرمایی ویژه و هدایت حرارتی ماده را کاهش دهیم.

3. عوامل موثر بر هدایت حرارتی
رسانایی حرارتی ماده عایق تحت تأثیر عوامل زیادی مانند دما، خواص ساختاری مواد (مانند ساختار کریستالی)، ترکیب شیمیایی مواد، برهمکنش مواد و غیره قرار دارد. علاوه بر این، چگالی، محتوای آب ، تخلخل و سایر پارامترهای مواد عایق نیز بر هدایت حرارتی تأثیر می گذارد.