Vad är enheterna för värmeledningsförmåga och varför?
Kommentarer
- Vad händer i värmeledningsförmåga och vilka faktorer avgör mängden överförd energi?
Svar
Värmeledningsförmåga har dimensionerna $ \ mathrm {Power / (längd * temperatur)} $. Effekt är värmeflödets hastighet, dvs. energiflödet under en given tid. Längden representerar tjockleken på materialet som värmen strömmar genom, och temperaturen är skillnaden i temperatur genom vilken värmen flyter.
I SI-enheter uttrycks det vanligtvis som $ \ mathrm {Watt / ( meter * Kelvin)} $, och i amerikanska enheter anges det vanligtvis i $ \ mathrm {BTU / hr / (feet \ * \ ^ oF)} $.
Det uttrycker hastigheten med vilken värme leds genom en enhetstjocklek av ett visst medium. Den hastigheten kommer att variera linjärt baserat på temperaturskillnaden över materialet, så det uttrycks som ett värde per temperaturdifferensgrad, sålunda Värmehastighet per enhetstjocklek per temperaturskillnadsgrad.
Kommentarer
- Detta är felaktigt, avståndet i enheten är inte tjockt. Det finns en ordentlig förklaring i något av svaren nedan. Avståndet i denna enhet är i huvudsak en matematisk abstraktion, ungefär som att acceleration citeras som avstånd * tid ^ 2 (vilket är en matematiskt korrekt reduktion när den begränsas till specifika basenheter) men det allmänna fysiska konceptet är (avstånd per tid) * (tid av handling) som står upp mot en blandning av enheter och erbjuder bättre visualisering för många elever.
Svar
Värmeledningsförmågan är, som Mark skriver, i SI-enheter uppmätta i $ Wm ^ {- 1} K ^ {- 1} $, dvs $ \ frac {power} {avstånd \ gånger temperatur} $
$ M ^ {- 1} $ behöver dock lite mer förklaring.
Värmeflödehastigheten är proportionell mot ytan och omvänt proportionell mot tjockleken. Så för enheten med värmeledningsförmåga ger tjockleken ett $ avstånd ^ 1 $ i täljaren och ytarean ger ett $ avstånd ^ 2 $ i nämnaren.
Därför är värmeledningsförmågan $ \ frac { effekt \ gånger avstånd} {avstånd ^ 2 \ gånger temperatur} $.
Och så när vi avbryter $ avstånd ^ 1 $ från täljare och nämnare, får vi $ \ frac {power} {avstånd \ gånger temperatur } $
Svar
Du kan behöva slå upp R-värde vilket är nära besläktat med värmeledningsförmåga och används i så många i stället.
Enheterna är $ \ frac {(ft ^ 2.h. ^ {\ circ} F)} {BTU} $ i USA och $ \ frac {(Km ^ 2)} {W} $ i SI .
Dessa två enheter (värmeledningsförmåga och R-värde) kan enkelt konverteras till varandra genom att säga om x är vårt värmeledningsvärde för vårt material, därför kommer R-värde att vara,
a är tjockleken i meter
$$ \ frac {1} {x} * (a) $$