Varmeledningskapasitet

Varmeledningskapasitet er en egenskab, der beskriver hvor meget varme der kan overføres gennem et materiale eller en konstruktion ved ledning (konduktion) for en given temperaturforskel. Den bruges til at vurdere hvor effektivt varme kan transporteres gennem en komponent og kan udtrykkes som varmeoverførsel pr. temperaturforskels, målt i enheden watt per kelvin (W/K), eller som den tilsvarende modstand i K/W og ved behov som en samlet kapasitet i et system.

For gennemledning gennem et homogent materiale gælder typisk Qdot = (k A / L) ΔT, hvor Qdot er den tidslige varmeoverførsel, k er den termiske ledningsevne i W/mK, A er tværsnitsarealet, L er materialets tykkelse, og ΔT er temperaturforskellen. Den termiske modstand er R_th = L/(k A) og den samlede kapacitet er C = Qdot/ΔT = k A / L. Ved flere materialer i serie bliver 1/C_total = sum_i (L_i/(k_i A)).

Faktorer der påvirker varmeledningskapaciteten inkluderer materialets k-værdi, geometri (A og L), kontaktmodstand ved grænseflader samt eventuelle anisotropier og overfladeforhold. Anvendelser omfatter bygningskonstruktion og isolering, elektroniske kølelegemer, varmevekslere og andre termiske kredsløb, hvor korrekt dimensionering af ledningsevne er afgørende for at styre temperaturer og energitab.

Eksempel: en metalplade med L = 0,01 m, A = 0,5 m^2 og k = 200 W/mK giver R_th = 0,01/(200×0,5) = 0,0001 K/W og C = 10.000 W/K. Med ΔT = 10 K bliver Qdot ≈ 100 kW. Varmeledningskapasitet adskiller sig fra termisk kapacitet (varmekapacitet), som beskriver lagring af varme i et materiale.