Pemegang sudu logam yang terendam dalam minuman panas boleh menjadi panas walaupun bahagian itu tidak menyentuh cecair. Tenaga dipindahkan melalui bahan dari kawasan bersuhu lebih tinggi ke kawasan bersuhu lebih rendah. Keupayaan bahan menyokong pemindahan ini dicirikan oleh kekonduksian terma.
Bahan memindahkan haba pada kadar berlainan
Logam lazimnya mempunyai kekonduksian terma yang lebih tinggi daripada kayu, udara atau banyak polimer. Dalam keadaan geometri dan beza suhu yang sama, bahan yang mempunyai kekonduksian terma lebih tinggi membenarkan kadar pemindahan tenaga melalui pengaliran yang lebih besar. Udara yang terperangkap dalam ruang kecil juga membantu banyak bahan penebat memperlahankan pemindahan haba. Kekonduksian terma biasanya dilambangkan k.
Pemindahan berlaku melalui interaksi mikroskopik
Dalam pepejal, tenaga boleh dipindahkan melalui getaran kisi dan interaksi antara zarah berdekatan. Dalam logam, elektron yang bergerak turut memberikan sumbangan besar kepada pengangkutan tenaga. Mekanisme sebenar bergantung pada struktur, suhu, komposisi dan keadaan bahan. Pemindahan ini berlaku melalui interaksi mikroskopik dalam bahan tanpa memerlukan bahan itu mengalir secara pukal.
Kecerunan suhu memacu pengaliran
Hukum Fourier menghubungkan fluks haba dengan kecerunan suhu. Bagi lapisan seragam yang ringkas, kadar pemindahan meningkat apabila beza suhu atau luas permukaan meningkat, dan berkurang apabila lapisan menjadi lebih tebal. Tanda dalam bentuk matematik hukum itu menunjukkan bahawa tenaga mengalir menuruni kecerunan suhu.
Eksperimen membandingkan aliran tenaga dan suhu
Kekonduksian terma boleh dianggarkan dengan mengukur kadar pemindahan tenaga melalui sampel yang geometri serta beza suhunya diketahui. Pengukuran perlu mengawal kehilangan melalui perolakan dan sinaran supaya tenaga yang dianggap berpindah melalui pengaliran tidak dianggarkan secara berlebihan.
Nilai bergantung pada keadaan bahan
Kekonduksian terma bukan nombor universal yang bebas daripada keadaan. Suhu, arah dalam bahan anisotropik, ketumpatan, keliangan dan komposisi boleh mengubah nilainya. Bahan berlapis pula perlu dianalisis sebagai gabungan beberapa rintangan terma.
Bagaimana kita mengetahui hal ini?
Apakah maksud kekonduksian terma yang tinggi?