מבודד תרמי לעומת מוליך תרמי
ניתן לקחת מבודדים תרמיים ומוליכים תרמיים כשני סיווגים פשוטים של חומרים. בידוד תרמי והולכה תרמית הם נושאים חשובים מאוד בכל הנוגע לתחום החום והתרמודינמיקה. מושגים אלו ממלאים תפקיד עצום בתחומי חקר החלל, תעשייה, מכונות, מכניקה מוטורית, הנדסת חשמל, ייצור ציוד אלקטרוני, עיצוב ואדריכלות מבנים ואפילו בישול. חיוני להיות בעל הבנה טובה של מוליכות תרמית ובידוד תרמי כדי לקבל הבנה טובה בתחומים אלה.במאמר זה, אנו הולכים לדון במה הם מוליכות תרמית ובידוד תרמי, מהם מוליכים תרמיים ומבודדים תרמיים, מהם קווי הדמיון ביניהם, מהם היישומים המעשיים של חומרים אלו ולבסוף ההבדלים ביניהם.
מוליכים תרמיים
כדי להבין מהו מוליך תרמי, עלינו להבין תחילה מהי הולכה תרמית. הולכה תרמית היא תהליך של העברת אנרגיה תרמית (חום) ממקום אחד לאחר עקב שיפוע טמפרטורה. להעברת אנרגיה תרמית, חייב להיות שיפוע טמפרטורה בין שתי הנקודות. העברת האנרגיה מתבצעת עד שהטמפרטורות שוות (כלומר שיפוע הטמפרטורה הוא אפס). מוליך תרמי הוא חומר שייתן קצב העברת אנרגיה תרמית טוב בשל כל שיפוע טמפרטורה. תיאורטית, מוליך תרמי מושלם יאפשר העברת חום גם בשיפוע טמפרטורה אפס והזמן שיידרש לשיווי המשקל התרמי יהיה אפס.אבל אין מוליכים תרמיים מושלמים. בדרך כלל, מתכות הן מוליכות תרמיות טובות, בעוד שפלסטיק ופולימרים לא. אבל תמיד יש יוצאים מן הכלל. רדיאטור של מכונית מורכב ממוליכים תרמיים טובים. בכך, מקסום את קצב תפוקת האנרגיה ושמירה על קריר המנוע. מחבת בישול עשויה ממוליכים תרמיים כדי לספק את האנרגיה המקסימלית לפריט המתבשל. במכשירים אלקטרוניים וחשמליים, רכיבים בעלי הספק גבוה מוגנים על ידי גוף קירור, שיספוג את תפוקת החום מהרכיב וישחרר אותו לאוויר.
מבודדים תרמיים
מבודד תרמי מושלם הוא חומר שלא יאפשר העברת אנרגיה תרמית כלשהי עקב שיפוע טמפרטורה כלשהו. מבודד תרמי מושלם ידרוש אינסוף זמן כדי להגיע לשיווי משקל תרמי. אך בפועל, מבודד תרמי תמיד יאפשר העברת חום אך בקצב זניח. רוב הפלסטיקים והפולימרים הם מבודדים תרמיים טובים.יש הרבה יישומים של בידוד תרמי. תא הנוסעים של מכונית מבודד ברובו תרמי כדי למנוע חום מבחוץ וחום מהמנוע המחמם את הפנים. לבנים מיוחדות מבודדות חום מותקנות על בטנה של מעבורת החלל על מנת להגן על הפנים מהחימום בכניסה החוזרת. בניין, מבודד תרמי, יכול להיות שימושי מאוד בכל הנוגע להפחתת עלויות, מכיוון שהוא משתמש כמעט באפס אנרגיה כדי לשמור על הבניין קריר או חם.
|
מה ההבדל בין מבודד תרמי ומוליך? • מבודדים תרמיים אינם מעבירים אנרגיה, אבל מוליכים תרמיים כן. • מבודדים תרמיים מורכבים ברובם משרשרות גדולות של מולקולות, שאינן מסוגלות לרטוט עקב אנרגיה תרמית, אך רוב המוליכים התרמיים עשויים מאטומים בודדים או תרכובות בצורת סריג, אשר מסוגלות לרטוט. |
נושא קשור:
הבדל בין מוליך חשמלי למבודד
