Lämmönjohtavuus

Lämmönjohtavuus (toisinaan myös lämmönjohtavuuskyky, tunnus λ) kuvaa, miten hyvin jokin materiaali johtaa lämpöä. Mitä suurempi lämmönjohtavuuslukema on, sitä paremmin lämpö johtuu. Lämmönjohtavuus ilmoittaa siirtyvän lämpötehon P poikkipinta-alaa A ja tiettyä materiaalissa vallitsevaa lämpötilagradienttia dT/dx kohti. SI-järjestelmän mukaisesti lämmönjohtavuudelle tulee yksiköksi watti / kelvin·metriä kohti eli W/(K·m).  

Materiaalille ominaisen lämmönjohtavuuden avulla voidaan laskea jonkin kappaleen (poikkipinta-ala A ja pituus l) lämpöresistanssi Rth:

+Aineiden lämmönjohtavuuksiaAineLämmönjohtavuusW/(K·m)Timantti1000..2600Hopea430Kupari390Kulta320 Alumiini236 Rauta50..80Teräs20..50Lasi1FR4 piirilevymateriaali0,3..0,8Vesi0,6 Puu0,04..0,12Polyuretaanivaahto0,02

Laskentaesimerkkejä liittyen piirilevyihin: 

Lämpöresistanssi 100 mm² kokoisen ja 1 mm paksun piirilevypalasen läpi pinnasta vastapuolen pintaan (FR-4)
100 mm² = 0,000100 m²
Rth = l / (λ·A) = 0,001 m / (0,5 W/(K·m)·0,000100m²) = 20 K/W

Lämpöresistanssi 10 mm leveää ja 10 mm pitkää ja 1 mm paksua piirilevyn palasta pitkin reunasta vastakkaiseen reunaan (FR-4)
Rth = l / (λ·A) = 0,010 m / (0,5 W/(K·m)·0,010 m·0,001 m) = noin 2000 K/W

Lämpöresistanssi 10 mm leveää ja 10 mm pitkää piirilevyn kuparifoliota pitkin reunasta vastakkaiseen reunaan (paksuus 0,035 mm)
Rth = l / (λ·A) = 0,010 m / (390 W/(K·m)·0,010 m·0,000035 m) = noin 73 K/W

Käytännössä näistä arvoista voi päätellä, että lämpö kulkee piirilevyissä kohtuullisesti lasikuidun läpi vastapuolelle, mutta piirilevyllä lämpö leviää lähinnä vain folioiden vaikutuksesta. 

Toisinaan lämmönjohtavuudella tarkoitetaan myös lämpökonduktanssia, lämpöresistanssin käänteissuuretta, vaikka lämmönjohtavuus varsinaisesti on materiaalin ominaissuure.

 Katso myös 
Lämpöimpedanssi
Lämmönläpäisykerroin

 Lähteet 

 Aiheesta muualla 

Luokka:Suureet
Luokka:Termodynamiikka
Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit