Радиатор отопления
Теплопроводность материалов характеризует их способность передавать тепло (внутреннюю энергию) от более теплых их участков к более холодным, или от более теплых материалов к более холодным.
Это одна из самых важных характеристик, с которой мы постоянно сталкиваемся в повседневной жизни. К примеру, если мы попробуем снять только что закипевший чайник с плиты, ухватившись за металлическую часть его ручки, то рискуем получить ожог – металлы имеют, как правило, высокую теплопроводность. Если же возьмемся за пластиковую часть его ручки, этого не произойдет. Рукоятки для посуды изготавливают из материалов с низкой теплопроводностью.
Если зимой мы выйдем на улицу, обувшись в валенки, наши ноги будут ощущать комфортное тепло – это обусловлено низкой теплопроводностью шерсти, из которой валяют валенки и воздуха, заполняющего их поры. Но стоит нечаянно наступить в воду, промочив их, и ноги на морозе замерзнут, так как вода, заполнившая при этом поры в валенках, имеет значительно более высокую теплопроводность, чем вытесненный ею воздух.
Мы часто ощущаем, что одни вещи на ощупь более теплые, другие более холодные, хотя они находятся в одном и том же помещении и имеют одинаковую температуру. Дело в том, что когда мы касаемся материала с низкой теплопроводностью, к примеру, шерстяного свитера, тепло нашего тела нагревает его поверхность, практически не распространяясь через него дальше. Это тепло мы и ощущаем. Если же мы касаемся предмета с высокой теплопроводностью, например куска железа, то тепло уходит сквозь него, понижая температуру его поверхности до температуры окружающего пространства. Но это происходит тогда, когда температура окружающей нас среды ниже температуры нашего тела. Если же наоборот, например, в условиях парилки в жарко натопленной бане, то тот же кусок железа мы будем ощущать горячим, в отличие от деревянного полка, имеющего более низкую теплопроводность. Хотя и там температура почти всех находящихся рядом предметов также практически одинакова.
Таким образом, материалы с низкой теплопроводностью одинаково эффективно защищают и от холода, и от жары. Такие материалы хороши для изготовления одежды, для строительства внешних конструкций жилых домов и т.д.
Для изготовления систем отопления наоборот хороши материалы с высокой теплопроводностью, способные легко передавать энергию теплоносителя – пара или горячей воды, внутрь дома, обогревая его. Изготовленные из таких материалов сковороды и кастрюли позволяют быстро обжарить продукты и сварить пищу.
Величина теплопроводности в численном виде определяется коэффициентом теплопроводности. Самый низкий коэффициент теплопроводности имеет вакуум, который по величине приближается к нулю. Самый высокий имеет недавно созданный материал нового поколения – графен. Его коэффициент теплопроводности равен 5000 Вт/м*К.