Šiluminis laidumas

Šiluminis laidumas (šiluminis laidis) – medžiagos savybė praleisti šilumą, t. y. termoizoliacinė medžiagos savybė. Šią savybę apibūdina šilumos laidumo koeficientas λ. Kuo mažesnė λ vertė, tuo geresnėmis izoliacinėmis savybėmis pasižymi medžiaga. Šilumos perdavime, laidumas (ar karščio laidumas) yra perkėlimas šiluminės energijos tarp kaimyninių molekulių medžiagoje dėl temperatūrinio gradiento. Tai visada vyksta nuo aukštesnės temperatūros srities į žemesnės temperatūros sritį, ir veikia, kad sulygintų temperatūrinius skirtumus. Šiluminis laidumas yra savaiminis šiluminės energijos atidavimo procesas per medžiagą (kietaisiais kūnais, rečiau – skysčiais bei dujomis) iš aukštesnės temperatūros regiono į žemesnės. Procesas stengiasi išlyginti temperatūrinį skirtumą. Šiluminis laidumas gali būti apibūdintas ir kaip energijos perdavimas iš vienos medžiagos į kitą.
Geri šilumos laidininkai energiją perduoda greitai, daugiausia dalyvaujant laisviesiems elektronams. Tačiau ją perduoti gali ir svyruodami atomai. Medžiaga, kurioje šilumos laidumo vyksmas greitas, vadinama šilumos laidininku. Tokie laidininkai energiją perduoda daugiausia dalyvaujant laisviems elektronams (gebantiems laisvai judėti kietajame kūne). Jeigu energija perduodama atomų svyravimo dėka, medžiaga vadinama šilumos izoliatoriumi.

Šilumos laidumo veiksniai

Šilumos apykaitos procesas priklauso nuo aplinkos sąlygų: oro temperatūros, oro santykinio drėgnumo, oro judėjimo greičio ir supančių paviršių temperatūros (sienų, lubų, langų). Šių sąlygų tarpusavio ryšys gali būti labai sudėtingas. Esant aukštai oro ir paviršių temperatūrai, šilumos nuostoliai dėl konvekcijos ir išspinduliavimo yra labai maži, todėl gali pakilti kūno temperatūra. Tokiomis sąlygomis vienintelis galimas šilumos atidavimo būdas – išgarinimas, tačiau, esant dideliam oro drėgnumui, šilumos atidavimas išgarinant taip pat yra mažas, todėl organizmas gali perkaisti ir žmogus gali patirti šilumos smūgį.
Šilumos laidumo būdu dalį vieno kūno vidinės energijos galima perduoti kitam kūnui (kai jie susiliečia ir yra nevienodos temperatūros) arba iš vienos kūno dalies į kitą (kai kuri nors kūno pusė yra šildoma).
Šilumos laidumą galima paaiškinti vidine medžiagų sandara. Gerą metalų šilumos laidumą lemia laisvųjų elektronų šiluminis judėjimas ir sąveika.
Šilumos laidumo būdu medžiaga neperduodama iš vienos kūno dalies į kitą arba iš vienų kūnų į kitus. Šilumos laidumą galima paaiškinti vidine medžiagų sandara. Gerą metalų šilumos laidumą lemia laisvųjų elektronų šiluminis judėjimas ir sąveika. Skysčuose ir dujose šiluma perduodama dėl molekulių smūgių ir difuzijos. Difuzijos įtaka šilumos laidumui yra ryškiausia dujose. Jų molekulės yra toli viena nuo kitos, todėl susiduria rečiau ir lėčiau perduoda energiją viena kitai. Todėl dujos ir skysčiai yra blogi šilumos laidininkai.

Šilumos laidumo reikšmė

Šilumos laidumo būdu medžiaga neperduodama. Šilumos laidumas labai svarbus žmonių gyvenime. Kūnams apsaugoti nuo atšalimo ir perkaitimo naudojamos įvairios izoliacinės medžiagos trukdančios perduoti šilumą laidumo būdu. Pavyzdžiui, kad butuose oras neatvėstų, įstiklinami balkonai, dedami dvigubi ar trigubi langų stiklai. Tarp jų esantis oras yra labai geras šilumos izoliatorius. Šiltiems drabužiams naudojami geri šilumos izoliatoriai – vilna, pūkai. Iš gerų šilumos izoliatorų pagamintos keptuvių, puodų rankenos neįkaista. Geri šilumos laidininkai yra namų šildymo sistemos vamzdžiai, radiatoriai. sausio 2010 (EET)