چه رابطه‌ای بین رسانایی حرارتی و چگالی، گرمای ویژه و رسانایی حرارتی ماده وجود دارد؟

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

1. مفهوم رسانایی حرارتی
در مواد عایق، رسانایی حرارتی به توانایی عبور گرما در واحد سطح ماده از ماده در واحد زمان، یعنی نرخ انتقال حرارت، اشاره دارد. این پارامتر معمولاً با جریان گرما در واحد سطح در واحد زمان، زمانی که اختلاف دما ۱ کلوین است، بیان می‌شود و واحد آن W/(m·K) است. میزان رسانایی گرما به رسانایی حرارتی و اختلاف دما ماده بستگی دارد.

۲. فرمول محاسبه رسانایی حرارتی
رسانایی حرارتی ماده عایق به چگالی، گرمای ویژه و رسانایی حرارتی ماده مربوط می‌شود و رابطه بین آنها به صورت زیر است: λ=k/(ρ×c).
در میان آنها، k نشان‌دهنده رسانایی حرارتی ماده است، واحد آن W/(m·K)؛ ρ نشان‌دهنده چگالی است، واحد آن kg/m³؛ c نشان‌دهنده گرمای ویژه است، واحد آن J/(kg·K) است. این فرمول به ما می‌گوید که اگر می‌خواهیم رسانایی حرارتی ماده عایق را کاهش دهیم، باید چگالی، ظرفیت گرمایی ویژه و رسانایی حرارتی ماده را کاهش دهیم.

۳. عوامل مؤثر بر رسانایی حرارتی
رسانایی حرارتی ماده عایق تحت تأثیر عوامل زیادی مانند دما، خواص ساختاری ماده (مانند ساختار کریستالی)، ترکیب شیمیایی ماده، برهمکنش ماده و غیره قرار دارد. علاوه بر این، چگالی، میزان آب، تخلخل و سایر پارامترهای ماده عایق نیز بر رسانایی حرارتی تأثیر می‌گذارند.