Wat is Warmtestroomdichtheid? — Natuurkunde

Definitie 25.1 Universitaire natuurkunde — jaar 2 · Hoofdstuk 25 — Warmtegeleiding

De warmtestroomdichtheid $\vect{j}_Q$ (in $\mathrm{W}/\mathrm{m}^{2}$ ) is de vector zodanig dat de energie die door geleiding door een georiënteerd oppervlakte-element $\dd\vect S$ gedurende $\dd t$ wordt overgedragen $\vect{j}_Q\cdot\dd\vect S\,\dd t$ is; de warmteflux (een vermogen, in watt) door een oppervlak $S$ is $\Phi = \iint_S\vect{j}_Q\cdot\dd\vect S$ .

Voorbeelden

Voorbeeld 25.3 (Geleidingscoëfficiënten)

Metalen (elektronen dragen zowel de warmte als de stroom — de geleidingen volgen elkaar): koper $400\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ , aluminium $240\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ , staal $50\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ . Isolerende vaste stoffen: beton $1.5\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ , glas $1\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ , baksteen $0.8\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ , hout $0.15\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ . Vloeistoffen: water $0.6\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ . Gassen: lucht $0.026\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ — en de beste isolatoren, glaswol of schuim bij $0.04\,\mathrm{W}/\mathrm{m}/\mathrm{K}$ , zijn grotendeels stilstaande lucht, zo ingesloten dat zij niet kan stromen. Vier ordes van grootte van koper tot lucht.

Lees in het hoofdstuk →