Jakie są jednostki dla przewodnictwa cieplnego i dlaczego?
Komentarze
- Co dzieje się z przewodnictwem cieplnym i jakie czynniki wpływają na ilość przesyłanej energii?
Odpowiedź
Przewodność cieplna ma wymiary $ \ mathrm {Moc / (długość * temperatura)} $. Moc to szybkość przepływu ciepła, czyli przepływ energii w danym czasie. Długość reprezentuje grubość materiału, przez który przepływa ciepło, a temperatura to różnica temperatur, przez którą przepływa ciepło.
W jednostkach SI jest zwykle wyrażana jako $ \ mathrm {Waty / ( metr * Kelvin)} $, aw jednostkach amerykańskich jest zwykle podawany w $ \ mathrm {BTU / h / (stopy \ * \ ^ oF)} $.
Wyraża tempo, w jakim ciepło jest prowadzony przez jednostkę grubości określonego medium. Szybkość ta będzie się zmieniać liniowo w zależności od różnicy temperatur w całym materiale, więc jest wyrażana jako wartość na stopień różnicy temperatur, a zatem Współczynnik ciepła na jednostkę grubości na stopień różnicy temperatur.
Komentarze
- To jest niepoprawne, odległość w tej jednostce nie jest grubością. W jednej z poniższych odpowiedzi znajduje się właściwe wyjaśnienie. Odległość w tej jednostce jest zasadniczo matematyczną abstrakcją, trochę jak przyspieszenie cytowane jako odległość * czas ^ 2 (co jest matematycznie poprawną redukcją, gdy jest ograniczone do określonych jednostek podstawowych), ale ogólne pojęcie fizyczne to (odległość na czas) * (czas działania), który jest mieszanką jednostek i zapewnia lepszą wizualizację dla wielu uczniów.
Odpowiedź
Przewodność cieplna jest, jak pisze Mark, w jednostkach SI mierzona w $ Wm ^ {- 1} K ^ {- 1} $, czyli $ \ frac {moc} {odległość \ razy temperatura} $
Jednak $ m ^ {- 1} $ wymaga trochę więcej wyjaśnień.
Szybkość przepływu ciepła jest proporcjonalna do pola powierzchni i odwrotnie proporcjonalna do grubości. Zatem dla jednostki przewodnictwa cieplnego grubość daje $ odległość ^ 1 $ w liczniku, a pole powierzchni daje $ odległość ^ 2 $ w mianowniku.
Stąd przewodnictwo cieplne wynosi $ \ frac { moc \ times odległość} {odległość ^ 2 \ times temperatura} $.
A więc kiedy odliczymy $ odległość ^ 1 $ z licznika i mianownika, otrzymamy $ \ frac {moc} {odległość \ times temperatura } $
Odpowiedź
Może być konieczne wyszukanie Wartość R , które jest blisko związane z przewodnością cieplną i jest używane w tak wielu zamiast tego.
Jednostkami są $ \ frac {(ft ^ 2.h. ^ {\ circ} F)} {BTU} $ in US i $ \ frac {(Km ^ 2)} {W} $ in SI .
Te dwie jednostki (przewodność cieplna i wartość R) można bardzo łatwo przeliczyć na siebie nawzajem. Powiedz, jeśli x to nasza wartość przewodnictwa cieplnego dla naszego materiału, stąd Wartość R będzie wynosić,
a to grubość w metrach
$$ \ frac {1} {x} * (a) $$