Konduktifitas Thermal ( Thermal Conductivity ) Pada Bahan Logam

Konduktivitas termal adalah istilah analog dengan konduktivitas listrik dengan perbedaan yang menyangkut dengan aliran panas. Menunjuk pada kemampuan suatu material untuk mengangkut panas dari satu titik ke titik lain tanpa pergerakan material secara keseluruhan, semakin besar nilai konduktivitas termal semakin baik melakukan perpindahan panas .Let kita perhatikan blok bahan dengan salah satu ujung pada suhu T1 dan lainnya di T2. Untuk T1> T2, panas mengalir dari T1 ujung ke T2 akhir, dan fluks panas (J) mengalir di seluruh satuan luas per satuan waktu yang diberikan- :



Dimana,
K adalah konduktivitas termal  ( Joule / meter-sec-K atau Watts / meter-K. )
Umumnya perpindahan panas di padat memiliki dua komponen :
1. konduksi kisi
2. konduksi elektronik

Kedua jenis konduksi panas terjadi pada padatan tapi satu dominan atas yang lain tergantung pada jenis bahan.

Dalam kasus bahan isolasi, konduksi kisi kontribusi untuk memanaskan konduksi. Hal ini terutama disebabkan oleh fakta bahwa dalam isolator elektron yang dipegang erat oleh atom induknya dan elektron bebas tidak ada. Oleh karena panas dipindahkan dari satu ujung ke ujung oleh getaran dari atom diadakan dalam struktur kisi. Sehingga jelas isolator konduktifitas panasnya buruk karena  tidak dimiliki kemampuan transfer panas yang cukup karena kurangnya elektron bebas.

Namun dalam kasus logam kami memiliki sejumlah besar elektron bebas, dan karenanya konduksi panas ini terutama disebabkan konduksi elektronik. Elektron bebas dari logam dapat bebas bergerak di seluruh solid dan mentransfer energi panas pada tingkat yang sangat tinggi dibandingkan dengan isolator. Hal ini karena ini bahwa logam dimiliki konduktivitas termal yang tinggi. Hal ini juga mengamati bahwa di antara logam yang terbaik konduktor listrik juga menunjukkan konduktivitas termal terbaik. Karena kedua listrik serta konduktivitas termal tergantung pada elektron bebas, faktor-faktor seperti efek paduan kedua sifat.

Hukum Wiedemann Franz

hukum Wiedemann Franz pada dasarnya berkaitan dua konduktivitas logam, yaitu konduktivitas termal dan listrik dengan suhu. Ini menyatakan bahwa rasio konduktivitas termal K dan konduktivitas listrik (),  sebanding dengan suhu spesimen. G. Wiedemann dan R. Franz pada tahun 1853 didirikan atas dasar data eksperimental yang rasiokonstan pada suhu konstan. Pada tahun 1882 fisikawan Denmark L. Lorenz menunjukkan bahwa hubungan perubahan dalam proporsi langsung ke temperatur absolut T :


Di mana, T = temperatur

Hukum ini pada dasarnya menyatakan bahwa dengan peningkatan suhu konduktivitas termal logam meningkat sedangkan konduktivitas listrik menurun. Kita tahu bahwa dua sifat logam tergantung pada elektron bebas. Peningkatan suhu meningkatkan kecepatan rata-rata dari elektron bebas yang mengarah ke peningkatan dalam transfer energi panas. Pada peningkatan sisi lain dalam kecepatan elektron juga meningkatkan jumlah tumbukan elektron bebas dengan ion kisi, dan karenanya memberikan kontribusi untuk meningkatkan tahanan listrik atau pengurangan konduktivitas listrik.

Namun hukum ini memiliki keterbatasan tertentu. proporsionalitas tidak berlaku untuk semua rentang suhu. Hal ini hanya ditemukan berlaku untuk suhu yang sangat tinggi dan suhu yang sangat rendah. Juga logam tertentu seperti berilium, perak murni dll tidak mengikuti hukum ini.
Konduktifitas Thermal ( Thermal Conductivity ) Pada Bahan Logam Rating: 4.5 Diposkan Oleh: budis

No comments:

Berlangganan Via Email