lämmönjohtamisominaisuudet

Lämmönjohtavuus on materiaalin kykyä siirtää lämpöenergiaa sen sisällä. Se on yksi lämmönsiirtymisen perusmuodoista, jossa lämpö etenee aineessa, kun siinä on lämpötilaero. Mitä korkeampi materiaalin lämmönjohtavuus on, sitä nopeammin lämpö sen läpi kulkee.

Lämmönjohtavuutta kuvataan yleensä lämmönjohtavuuskertoimella, jonka yksikkö on yleensä wattia per metri-kelvin (W/(m·K)). Tämä kerroin kertoo, kuinka paljon lämpöä energiaa kulkee yhden neliömetrin pinta-alan läpi yhden metrin paksuisesta materiaalista yhden kelvinin lämpötilaeron ollessa materiaalin vastakkaisilla puolilla yhden sekunnin aikana.

Eri materiaaleilla on hyvin erilaiset lämmönjohtavuudet. Metalleilla, kuten kuparilla ja alumiinilla, on korkea lämmönjohtavuus, minkä vuoksi niitä käytetään esimerkiksi pattereissa ja keittoastioiden pohjissa. Toisaalta materiaalit, kuten puu, muovi ja ilma, ovat huonoja lämmönjohteita, eli niillä on matala lämmönjohtavuus. Näitä materiaaleja kutsutaan eristeiksi ja niitä käytetään rakennusten eristämiseen ja lämpöhäviöiden pienentämiseen. Myös tyhjiö on täydellinen lämmöneriste, koska siellä ei ole ainetta, joka voisi johtaa lämpöä.

Lämmönjohtavuuteen vaikuttavat materiaalin rakenne, lämpötila ja paine. Kiinteissä aineissa lämmönjohtavuus perustuu atomien värähtelyihin ja vapaiden elektronien liikkeisiin. Nesteissä ja kaasuissa lämmönjohtavuus on yleensä huonompi kuin kiinteissä aineissa, ja se johtuu pääasiassa molekyylien törmäyksistä.