Was sind die Einheiten für Wärmeleitfähigkeit und warum?
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- Was passiert bei der Wärmeleitfähigkeit und welche Faktoren bestimmen die übertragene Energiemenge?
Antwort
Wärmeleitfähigkeit hat Abmessungen von $ \ mathrm {Leistung / (Länge * Temperatur)} $. Leistung ist die Geschwindigkeit des Wärmeflusses, (d. H.) Energiefluss in einer gegebenen Zeit. Die Länge gibt die Dicke des Materials an, durch das die Wärme fließt, und die Temperatur ist die Temperaturdifferenz, durch die die Wärme fließt.
In SI-Einheiten wird sie üblicherweise als $ \ mathrm {Watts / (ausgedrückt) meter * Kelvin)} $, und in US-Einheiten wird es üblicherweise in $ \ mathrm {BTU / hr / (Fuß \ * \ ^ oF)} $ angegeben.
Gibt die Geschwindigkeit an, mit der Wärme erzeugt wird wird durch eine Einheitsdicke eines bestimmten Mediums geleitet. Diese Rate variiert linear basierend auf der Temperaturdifferenz über das Material, daher wird sie als Wert pro Grad der Temperaturdifferenz ausgedrückt, also als Heizrate pro Einheitsdicke pro Grad der Temperaturdifferenz.
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- Dies ist falsch, der Abstand in dieser Einheit ist nicht dick. In einer der folgenden Antworten finden Sie eine angemessene Erklärung. Die Entfernung in dieser Einheit ist im Wesentlichen eine mathematische Abstraktion, ähnlich wie die Beschleunigung als Entfernung * Zeit ^ 2 angegeben wird (was eine mathematisch korrekte Reduzierung ist, wenn sie auf bestimmte Basiseinheiten beschränkt ist), aber das allgemeine physikalische Konzept ist (Entfernung pro Zeit) * (Zeit) of action), die einer Mischung von Einheiten standhält und vielen Schülern eine bessere Visualisierung bietet.
Antwort
Die Wärmeleitfähigkeit wird, wie Mark schreibt, in SI-Einheiten angegeben, gemessen in $ Wm ^ {- 1} K ^ {- 1} $, dh $ \ frac {Leistung} {Abstand \ mal Temperatur} $
Das $ m ^ {- 1} $ muss jedoch etwas näher erläutert werden.
Die Wärmeflussrate ist proportional zur Oberfläche und umgekehrt proportional zur Dicke. Für die Einheit der Wärmeleitfähigkeit ergibt die Dicke im Zähler einen Abstand ^ 1 $ und die Oberfläche im Nenner einen Abstand ^ 2 $.
Daher ist die Wärmeleitfähigkeit $ \ frac { Leistung \ mal Entfernung} {Entfernung ^ 2 \ mal Temperatur} $.
Wenn wir also $ Entfernung ^ 1 $ von Zähler und Nenner streichen, erhalten wir $ \ frac {Leistung} {Entfernung \ mal Temperatur } $
Antwort
Möglicherweise müssen Sie nach R-Wert suchen , das eng mit Wärmeleitfähigkeit verwandt ist und in so vielen verwendet wird Fall stattdessen.
Die Einheiten sind $ \ frac {(ft ^ 2.h. ^ {\ circ} F)} {BTU} $ in US und $ \ frac {(Km ^ 2)} {W} $ in SI .
Diese beiden Einheiten (Wärmeleitfähigkeit und R-Wert) können sehr einfach ineinander umgewandelt werden. Sagen Sie, wenn x ist unser Wärmeleitfähigkeitswert für unser Material, daher ist der R-Wert
a ist die Dicke in Metern
$$ \ frac {1} {x} * (a) $$