熱導是一種物理量，其值為單位時間內透過某種材料的熱量除以材料兩表面間的溫度差,類似於電學中的電導，單位為瓦每攝氏度即W/K。
基本介紹
- 中文名：熱導
- 外文名：thermal conductance
熱導率,概述,定義,研究方法,材料導熱率,
熱導率
概述
熱導率，又稱“導熱係數”。[1]是物質導熱能力的量度。符號為λ或K。
英文：coefficient of thermal conductivity
是指當溫度垂直向下梯度為1℃/m時，單位時間內通過單位水平截面積所傳遞的熱量。
其具體定義為：在物體內部垂直於導熱方向取兩個相距1米，面積為1平方米的平行平面，若兩個平面的溫度相差1K，則在1秒內從一個平面傳導至另一個平面的熱量就規定為該物質的熱導率，其單位為瓦特·米-1·開-1（W·m-1·K-1）。
如沒有熱能損失，對於一個對邊平行的塊形材料，則有
E/t=λA（θ2-θ1）/ι
式中E是在時間t內所傳遞的能量，A為截面積，ι為長度，θ2和θ1分別為兩個截面的溫度。在一般情況下有：
dE/dt=-λAdθ/dι
定義
熱導率λ很大的物體是優良的熱導體；而熱導率小的是熱的不良導體或為熱絕緣體。λ值受溫度影響，隨溫度增高而稍有增加。若物質各部之間溫度差不很大時，在實用上對整個物質可視λ為一常數。晶體冷卻時，它的熱導率增加極快。
各種物質的熱導率數值主要靠實驗測定，其理論估算是近代物理和物理化學中一個活躍的課題。熱導率一般與壓力關係不大，但受溫度的影響很大。純金屬和大多數液體的熱導率隨溫度的升高而降低，但水例外；非金屬和氣體的熱導率隨溫度的升高而增大。傳熱計算時通常取用物料平均溫度下的數值。此外，固態物料的熱導率還與它的含濕量、結構和孔隙度有關。一般含濕量大的物料熱導率大。如乾磚的熱導率約為0.27W/(m·K)而濕磚熱導率為0.87W/(m·K)。物質的密度大，其熱導率通常也較大。金屬含雜質時熱導率降低，合金的熱導率比純金屬低。各類物質的熱導率〔W/(m·K)〕的大致範圍是：金屬為50～415，合金為12～120，絕熱材料為0.03～0.17，液體為0.17～0.7，氣體為0.007～0.17,碳納米管高達1000以上。鑽石的熱導率在已知礦物中最高。
研究方法
通常，物質的導熱係數可以通過理論和實驗兩種方式來獲得。
理論上，從物質微觀結構出發，以量子力學和統計力學為基礎，通過研究物質的導熱機理，建立導熱的物理模型，經過複雜的數學分析和計算可以獲得熱導率。但由於理論的適用性受到限制，而且隨著新材料的快速增多，人們迄今仍尚未找到足夠精確且適用於範圍廣泛的理論方程，因此對於熱導率實驗測試方法和技術的探索，仍是物質熱導率數據的主要來源。
材料導熱率
物質 狀態 導熱率(W/mK)
石墨烯 固態 （4840±440）-（5300±480）
金剛石 固態 900-2320
碳納米管紙 固態 450-800
銀 固態 420
銅 固態 401
金 固態 318
鋁 固態 237
鉑 固態 70
鐵 固態 60
鋼 固態 60
鉛 固態 35
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 0.08
軟木塞 固態 0.05
採用在標準狀況下的數據。對於氣體，值是對應於cp。
