Aïllant tèrmic vs conductor tèrmic
Els aïllants tèrmics i els conductors tèrmics es poden prendre com dues classificacions simples de materials. L'aïllament tèrmic i la conducció tèrmica són temes molt importants quan es tracta del camp de la calor i la termodinàmica. Aquests conceptes tenen un paper important en els camps de l'exploració espacial, la indústria, la maquinària, la mecànica del motor, l'enginyeria elèctrica, la fabricació d'equips electrònics, el disseny i l'arquitectura d'edificis i fins i tot la cuina. És vital tenir una bona comprensió de la conductància tèrmica i l'aïllament tèrmic per tal d'aconseguir una bona comprensió en aquests camps. En aquest article, parlarem de què són la conductància tèrmica i l'aïllament tèrmic, què són els conductors tèrmics i els aïllants tèrmics, quines són les seves similituds, quines són les aplicacions pràctiques d'aquests materials i, finalment, les seves diferències.
Conductors tèrmics
Per entendre què és un conductor tèrmic, primer hem d'entendre què és la conducció tèrmica. La conducció tèrmica és el procés de transferència d'energia tèrmica (calor) d'un lloc a un altre a causa d'un gradient de temperatura. Per a una transferència d'energia tèrmica, ha d'haver un gradient de temperatura entre els dos punts. La transferència d'energia es fa fins que les temperatures siguin iguals (és a dir, el gradient de temperatura és zero). Un conductor tèrmic és un material que donaria una bona velocitat de transferència d'energia tèrmica a causa de qualsevol gradient de temperatura. Teòricament, un conductor tèrmic perfecte permetrà la transferència de calor fins i tot a un gradient de temperatura zero i el temps que trigarà a l'equilibri tèrmic seria zero. Però no hi ha conductors tèrmics perfectes. Normalment, els metalls són bons conductors tèrmics, mentre que els plàstics i els polímers no. Però sempre hi ha excepcions. Un radiador d'un cotxe està format per bons conductors tèrmics. D'aquesta manera, es maximitza la velocitat de producció d'energia i es manté el motor fresc. Una paella està feta de conductors tèrmics per subministrar la màxima energia a l'article que s'està cuinant. En dispositius electrònics i elèctrics, els components amb gran potència de sortida estan protegits per un dissipador de calor, que absorbirà la sortida de calor del component i l'alliberarà a l'aire.
Aïllants tèrmics
Un aïllant tèrmic perfecte és un material que no permetria cap transferència d'energia tèrmica a causa de cap gradient de temperatura. Un aïllant tèrmic perfecte requeriria un temps infinit per arribar a l'equilibri tèrmic. Però a la pràctica, un aïllant tèrmic sempre permetrà la transferència de calor però a un ritme insignificant. La majoria dels plàstics i polímers són bons aïllants tèrmics. Hi ha moltes aplicacions d'aïllament tèrmic. L'habitacle d'un cotxe està majoritàriament aïllat tèrmic per evitar la calor de l'exterior i la calor del motor que escalfi l'interior. Al ventre del transbordador espacial s'instal·len maons aïllants tèrmics especials per protegir l'interior de la calefacció a la reentrada. Un edifici amb aïllament tèrmic pot ser molt útil pel que fa a la reducció de costos, perquè utilitza pràcticament zero energia per mantenir l'edifici fresc o calent.
|
Quina diferència hi ha entre l'aïllament tèrmic i el conductor? • Els aïllants tèrmics no transfereixen energia, però sí els conductors tèrmics. • Els aïllants tèrmics estan formats majoritàriament per grans cadenes de molècules, que no poden vibrar a causa de l'energia tèrmica, però la majoria dels conductors tèrmics estan fets d'àtoms individuals o compostos en forma de gelosia, que són capaços de vibrar. |
Tema relacionat:
Diferència entre conductor elèctric i aïllant
