Varmeledningsevner

Varmeledningsevner er samlebetegnelsen for et materiales evne til at lede varme. Den mest anvendte egenskab er termisk ledningsevne, k, målt i W/(m·K). En høj værdi betyder, at materialet fører varme effektivt, mens en lav værdi giver god isolering.

Termisk ledningsevne er en materialekoordinat, der beskriver et materiales evne til at overføre varme gennem dets egen struktur. Den ændrer sig med temperatur og kan være anisotropisk i visse materialer, dvs. retningen i materialet påvirker ledningsevnen. Enheder og målemetoder følger standarder såsom guarded hot plate og varmeflow-målinger; mere komplekse prøvninger anvendes for materialer i faseændringer eller kompositter.

Faktorer, der påvirker varmeledningsevner, inkluderer stofs sammensætning og struktur, porøsitet og fugtindhold. Materialer med stærke bindinger og tætte krystalstrukturer har typisk højere k = god varmeledning, mens porøse eller amorfe materialer har lavere k. Anisotropi forekommer i krystalstrukturer og visse kompositter, hvor retningen påvirker ledningen.

Eksempler ved rumtemperatur: kobber ca. 385–400 W/m·K; aluminium ca. 205; stål omkring 50; vand omkring 0,6; luft omkring 0,024. Byggematerialer som mineraluld og polystyren har lavere k (omkring 0,03–0,04), mens træ ligger omkring 0,1–0,3. Anvendelser omfatter isolering i bygninger, elektronikafkøling, varmevekslere og konstruktioner, der kræver kontrolleret varmeoverførsel.

Ud over k indgår termisk diffusivitet, alpha = k/(rho·c), som beskriver hvor hurtigt temperaturændringer breder sig i et materiale. Forståelsen af varmeledningsevner er vigtig i design af energieffektive systemer og bygningskonstruktioner.