Mesure de la conductivité thermique en matériaux différents
Différents matériaux (tels que le verre, l'acier, le cuivre et le bubble-gum) conduisent la chaleur à des taux différents, de sorte que la constante de conductivité thermique dépend de la matière en question. Heureusement pour vous, les physiciens ont mesuré les constantes de divers matériaux déjà. Ce tableau montre certaines de ces valeurs.
Voici un exemple de la façon dont la conductivité affecte transfert de chaleur. La conductivité thermique de la pièce en acier d'un manche de casserole est
Maintenant, jetez un oeil à la figure.
Supposons que la poignée est de 15 centimètres de long, avec une surface de section transversale de 2,0 centimètres carrés
Si le feu à une extrémité est de 600 degrés Celsius, la quantité de chaleur serait pompée dans votre main en 1 seconde si vous attrapé la poignée? L'équation de transfert de chaleur par conduction est
Si vous supposez que la fin de l'extrémité froide de la poignée commence à environ la température ambiante, 25 degrés Celsius, vous obtenez le montant suivant de chaleur transférée dans un temps t:
Vous pouvez voir que en 1 seconde, 10,7 joules d'énergie thermique entreraient votre main.
Si 10,7 joules de chaleur est transférée à la fin de la manche de chaque seconde, puis le transfert de chaleur est de 10,7 joules par seconde, soit 10,7 watts. Comme les secondes passent, les joules de chaleur ajoutent, ce qui rend la poignée plus en plus chaud. A noter que le taux de 10,7 watts de conduction diminue avec le temps, car la fin de la poignée se réchauffe, on donne une valeur plus petite pour
Par la suite, cependant, un équilibre est atteint entre la chaleur étant transférée par conduction et la chaleur perdue à partir de la poignée par rayonnement et par les pertes de conduction de l'air ambiant.
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