**הוליך חום** (באנגלית: **Thermal conductivity**) היא תכונה של חומר להעביר חום, כאשר מעבר החום
הוליך חום הוא כאשר חומר לא מוליך חום

הגדרה
-----

הולכת חום הוא תהליך שבו האנרגיה עוברת דרך מגע ישיר בין חומרים שונים או בתווך של החומר עצמו עקב הפרשי טמפרטורה כאשר זה נכון לכל מצב הצבירה .

לדוגמה - סיר המתחמם על להבה מוליך את אנרגיית החום מתחתית הסיר אל הסיר כולו, שמתחמם עם הזמן והטמפרטורה שלו תלויה במקדם הולכת החום שמשתנה מחומר לחומר.

תהליך הולכת החום
----------------

המבנה האטומי של המתכות הופך אותן מוליכות חום טובות.

לכל אטום ישנה ליבה יציבה של אלקטרונים המקיפים את גרעין האטום. האלקטרונים החיצוניים ביותר חופשיים יותר מן האלקטרונים הפנימיים של האטום, ולכן הם יכולים לנוע במהירות רבה יותר בין כלל האטומים של אותה מתכת.

כאשר מחממים את המתכת - האלקטרונים החופשיים נעים מהר יותר ומתנגשים באטומים אחרים בתדירות ובעוצמה רבה, וכך מועברת אנרגיית החום לכל חלקי המתכת.

בדרך זו מתבצעת גם מוליכות החשמל וגם מוליכות החום, ולכן המתכות נחשבות מוליכות טובות - הן של חשמל והן של חום.

לעומת זאת, במוצקים אחרים שהם מוליכי חום גרועים, האלקטרונים קשורים לאטומים שלהם ואינם יכולים לנוע בחומר כולו, וכך אנרגיית החום מתפשטת באטיות.

הנוסחה לחישוב מוליכות החום היא:

{\displaystyle \kappa ={\frac {\Delta Q}{\Delta t}}\times {\frac {1}{A}}\times {\frac {x}{\Delta T}}}
מוליכות חום = קצב זרימת החום / (מכפלת המרחק בהפרש הטמפרטורות)
יחידת המידה התקנית של מוליכות החום היא ואט למטר קלווין {\displaystyle {\frac {W}{(m\cdot K)}}}

החום האגור בעצם הוא - סך כל האנרגיה הקינטית של האטומים והמולקולות שלו.

הטמפרטורה של עצם היא ממוצע האנרגיה הקינטית שלו.

מודדים חום על ידי יחידת מידה ג'אול או קלוריה.

מוליכים ומבודדים
----------------

רוב המתכות הן מוליכות חום טובות. מוליכותן של המתכות גבוהה פי 1000 ממוליכותם של מוצקים אחרים כמו בד שעם ועץ, וגדולה פי 10,000 ממוליכותם של הגזים.

חימום חפץ בקצה אחד, ייצור מפל טמפרטורות מהקצה החם אל קצהו הקר של החפץ.

-מוליכות החום של החומר משפיעה על השיעור המדויק של מפל הטמפרטורות.

-ככל שתגדל מוליכות החום כך יקטן מפל הטמפרטורות הנדרש להזרמת כמות החום מנקודת הטמפרטורה הגבוהה אל נקודת הטמפרטורה הנמוכה.

-מוליכות החומר נקבעת על ידי כמות האוויר הנמצאת בתוך החומר. ככל שהאוויר בתוכו רב יותר, כך יהיה מוליך גרוע (מבודד). חומר יהיה מוליך טוב ככל שכמות האוויר בתוכו פחותה.

נוכל לכתוב זאת כך:

**<------------------------**

**מבודד טוב**

**------------------------>**

**מוליך גרוע**

- אוויר הוא מוליך גרוע - לכן החומרים הנקבוביים והשעירים גם הם מוליכים גרועים, בגלל האוויר הרב הכלוא בהם ומונע מן החום להתפשט בחומר. מתכת מפוררת תוליך פחות טוב עקב האוויר שנמצא לצד המתכת.

האל מתכות מוליכות חום גרועות או מבודדות. שעם, זכוכית, אזבסט, עץ, צמר, פוליאותירן מוקצף, נוצות, צמר סלעים וקש הם מוליכי חום גרועים ולכן משמשים כחומרי בידוד.

- נוזלים וגזים הם מוליכי חום גרועים (יוצא דופן הוא גז המימן).

תכונות הולכת החום של מבודדים נמדדת על פי סולם ערכי U הנעים מ-0 ל-5. ככל שערך ה-U נמוך יותר, כך המבודד טוב יותר (ראה שימושים).

טבלת מוליכות חום ביחס ליהלום:

|  |  |
| --- | --- |
| **חומר** | **מוליכות חום** |
| יהלום | 1000 |
| כסף | 429 |
| נחושת | 390 |
| זהב | 317 |
| אלומיניום | 220 |
| ברזל | 80 |
| קרח | 2 |
| זכוכית | 1.1 |
| עץ | 0.04 - 0.4 |
| אוויר | 0.025 |

שימוש
-----

גוף הרדיאטור, המגהץ, קולט שמש והסיר מיוצרים ממתכות משום שנועדו להוליך חום. ידיות האחיזה מיוצרות מחומרים מבודדים כדי שידי המשתמש לא ייכוו מהחום.

מנגד, חומרים בעלי מוליכות חום נמוכה משמשים כמבודדים. קיימים תקנים בעולם לבידוד קירות חיצוניים במבנים. בשוודיה התקן דורש שערך ה-**U** (ראה להלן) המרבי לקירות חיצוניים יעמוד על 0.3, ואילו בארצות הברית התקן עומד על 0.6.

אוויר הוא מבודד חום מעולה ולכן יש לו שימושים שונים בתור מבודד, בין היתר, בבנייה ובביגוד. שכבת אוויר הנלכדת בין שני לוחות זכוכית מסייעת להקטנת כמות החום הנפלטת דרך החלונות. שימוש נוסף בבנייה הוא הכנסת חומר מבודד (כגון פוליאוריתן מוקצף) בין שתי דפנות בקיר פנימי של בניין, במטרה למנוע אובדן חום.

לקריאה נוספת
------------

* אנציקלופדיה מדעית - הפיזיקה היום -ד"ר יכין אונא. הוצאת כתר ירושלים
* תצפית למדע - אנרגיה. הוצאת מט"ח
* יסודות הפיזיקה - פרקים בתורת החום חלק א. ד"ר מאיר שפירא
* אנציקלופדיה מדעית - הכימיה היום - פרופ' רפאל ויעל איקו הוצאת כתר
* אנציקלופדיה כללית כרטא

קישורים חיצוניים
----------------

ויקישיתוף מדיה וקבצים בנושא **מוליכות חום** בוויקישיתוף
* בלדד השוחי, איך זה שהרצפה תמיד קרה יותר משאר החדר?, באתר כלכליסט, 18 במרץ 2010

| תרמודינמיקה |
| --- |
| חוקי יסוד | חוקי שימור (החומר, האנרגיה) • חוקי התרמודינמיקה: אפס, ראשון, שני (ראו גם: תנועה נצחית, השד של מקסוול), שלישי |
| קבועים | קבוע הגזים • קבוע בולצמן • קבוע אבוגדרו • קבוע פלאנק |
| משתנים | אינטנסיבים (טמפרטורה, לחץ, פוטנציאל כימי) • אקסטנסיבים (אנטרופיה, נפח, מספר חלקיקים) • משוואת מצב |
| יחידות מידה | טמפרטורה (צלזיוס, קלווין, יח' אחרות) • נפח (ליטר, מטר מעוקב) • לחץ (בר, אטמוספירה, פסקל) • מספר חלקיקים (מול) • אנרגיה (ג'אול, קלוריה) |
| אפיון | הפיכות • שינוי האנתלפיה (תהליך אקסותרמי, תהליך אנדותרמי) • שינוי באנרגיה (תהליך ספונטני, תהליך מאולץ) • תהליך (איזוברי, איזותרמי, איזוכורי, אדיאבטי, איזנטרופי, איזואנתלפי) |
| פוטנציאלים תרמודינמיים | אנרגיה פנימית • אנתלפיה • האנרגיה החופשית של הלמהולץ • האנרגיה החופשית של גיבס |
| מצבי צבירה ומעברי פאזות | מצבי צבירה (מוצק, נוזל, גז) • מעברי פאזות (התכה, התאדות, המראה, התעבות, הקפאה) • נקודת התכה • נקודת רתיחה • נקודה משולשת • נקודה קריטית • דיאגרמת פאזות • משוואת קלאוזיוס-קלפרון • חוק הפאזות של גיבס |
| גזים | גז אידיאלי • גז ואן דר ואלס • התאוריה הקינטית של הגזים • לחץ חלקי • חוק ראול • מודל דלטון • חוק בויל-מריוט • חוק גה-ליסאק • חוק שארל• משוואת הגז האידיאלי |
| חום וטמפרטורה | האפס המוחלט • יח' מידה לטמפרטורה • שיווי משקל תרמודינמי • קיבול חום • יחס קיבולי החום • חום כמוס • חוק הס • קלורימטר • אפקט ג'ול-תומסון • הסעת חום • מוליכות חום • מעבר חום • קרינה תרמית • קשר מאייר • האינדקס האדיאבטי |
| מעגלי עבודה | מעגלים תרמודינמיים (קרנו, סטרלינג, ברייטון, אריקסון, רנקין, סטירלינג, דיזל, לנואר, אוטו, היגרוסקופי, סקודירי, סטודרד) • נצילות |
| יישומים | מכונות חום • מנועים • משאבות • משאבת חום • מחליף חום • מיזוג אוויר • מקרר • קירור תרמואלקטרי • תחנות כוח |
| מונחים נוספים | תאוריית הקלוריק • תנועה בראונית • פונקציית מצב • תרמודינמיקה סטטיסטית • קשרי מקסוול • תרמוכימיה |
| דמויות בולטות | דניאל ברנולי (1700–1782) • בנג'מין תומפסון (1753–1814) • סאדי קרנו (1796–1832) • אמיל קלפרון (1799–1874) • רוברט מאייר (1814–1878) • ג'יימס ג'ול (1818–1889) • ויליאם ג'ון מקורן רנקין (1820–1872) • הרמן פון הלמהולץ (1821–1894) • רודולף קלאוזיוס (1822–1888) • ויליאם תומסון (1824–1907) • ג'יימס קלרק מקסוול (1831–1879) • יוהנס דידריק ואן דר ואלס (1837–1923) • ג'וסיה וילארד גיבס (1839–1903) • לודוויג בולצמן (1844–1906) • מקס פלאנק (1858–1947) • פייר דוהם (1861–1916) • קונסטנטין קרתיאודורי (1873–1950) • לארס אונסגר (1903–1976) |

|  |  |
| --- | --- |
| בקרת זהויות עריכת הנתון בוויקינתונים | 
* NLI: 987007535162305171
* GND: 4064191-0
* LCCN: sh2003011072
* NKC: ph214607

 |