lämpöjohtuvuudesta

Lämpöjohtuvuus tarkoittaa materiaalin kykyä johtaa lämpöä johtumalla lämpötilaeron vaikutuksesta. Sitä kuvataan usein k (tai λ) ja yksikkönä W/(m·K). Fourierin laki q = -k ∇T liittää lämpövirran tiheyden q lämpötilagradienttiin, jolloin suurempi k tarkoittaa tehokkaampaa lämpöjohtamista.

Materiaalit voivat olla isotrooppisia tai anisotropisia. Isotrooppisessa aineessa k on sama kaikkialle, anisotropisessa taas riippuu suunnasta. Lämpöjohtuvuutta vaikuttavat lämpötilan lisäksi faasi, mikrostruktuuri ja epäpuhtaudet, ja k voi muuttua muun muassa lämpötilan ja kunnon mukaan.

Arvot antavat hahmotuskyvyn: metallien k on tyypillisesti satoja W/(m·K) (esim kupari noin 385, alumiini noin 205, teräs noin 50–60). Eristäviä aineita on matalampia: ilma noin 0.024, mineraalivilla noin 0.035–0.045, polyuretaani noin 0.02–0.04 W/(m·K). Vesi noin 0.6 W/(m·K) ja puu noin 0.1–0.2 W/(m·K). Eristeiden ja rakennusmateriaalien valinnassa huomioidaan k arkkitehtonisesti sekä lämmönsäätelyn että energiatehokkuuden kannalta.

Mittaukset suoritetaan laboratorio- ja kenttäolosuhteissa käyttämällä sekä tasavirtamittauksia (steady-state) että siirtymäaikaan perustuvia menetelmiä. Lämpöjohtuvuutta sovelletaan rakennusosiin, elektroniikkaan ja energiatehokkuuden suunnitteluun: matalampi k parantaa eristystä, korkeampi k tehostaa jäähdytystä tai lämmönsiirtoa.