מוליכות חום

מוליכות חום היא היכולת של חומר להעביר חום. חום כאן הוא אנרגיה תרמית, האנרגיה שנובעת מתנועת האטומים והאלקטרונים בחומר. חום נע מטמפרטורה גבוהה לנמוכה. מעבר החום יכול להתרחש בהולכה (מגע ישיר), בקרינה (העברה באמצעות גלים) ובהסעה (תנועה של נוזל או גז שמעבירה חום).

כשמחממים קצה של חפץ נוצרת סטייה בטמפרטורה בין הקצה החם לקר. מוליכות החום של החומר קובעת כמה מהר החום יעבור ומה יהיה מפל הטמפרטורות. במתכות האלקטרונים החיצוניים חופשיים לנוע בין האטומים. כאשר המטבע מתחמם, אלקטרונים אלה נעים יותר ומעבירים אנרגיה במהירות. זו הסיבה שמתכות מוליכות היטב גם חום וגם חשמל. בחומרים אחרים האלקטרונים קשורים חזק יותר, ולכן החום עובר לאט.

רוב המתכות הן מוליכות חום טובות. מוצקים לא-מתכתיים וגזים מוליכים הרבה פחות חום; ההבדל עשוי להיות גדול מאוד. כמות האוויר בתוך חומר משפיעה חזק על המוליכות: ככל שיש יותר אוויר בתוך החומר, הוא יהיה מבודד יותר. לכן חומרים נקבוביים ועמוסי אוויר, כמו שעם, צמר, פוליאוריתן מוקצף ונוצות, הם מבודדים טובים. נוזלים וגזים הם בדרך כלל מוליכי חום גרועים, פרט לגזים מסוימים.

מוצרים שצריכים להעביר חום במהירות, כמו סירים, רדיאטורים ומגהצים, מיוצרים ממתכות מוליכות. לעומת זאת, חומרים בעלי מוליכות נמוכה משמשים לבידוד, למשל לידיות סירים, בידוד לקירות ובביגוד חם. בבנייה מעריכים בידוד לפי ערך U: ערך U נמוך יותר מציין בידוד טוב יותר (לדוגמה שבדיה 0.3, ארצות הברית 0.6). היחידה המקובלת למוליכות החום היא וואט למטר-קלוין (W/(m·K)).

מוליכות חום אומרת כמה טוב חומר מעביר חום. חום הוא אנרגיה של התנועה של חלקיקים. חום זורם מהמקום החם לקרה.

יש שלוש דרכים להעביר חום: הולכה, קרינה והסעה. קרינה זה חום שעובר דרך אור. הסעה זה חום שעובר כשאוויר או מים זזים.

במתכות יש אלקטרונים חופשיים. הם נעים ומעבירים חום מהר. לכן סירים ומתכות מתחממים מהר בכל מקום.

אוויר מבודד מאוד. חומרים עם הרבה אוויר בפנים, כמו קצף או צמר, שומרים על חום. עץ ושעם גם מבודדים. גזים ונוזלים בדרך כלל מוליכים פחות חום.

מתכות משמשות בסירים, ברדיאטור ובמגהץ כי הן מעבירות חום מהר. ידיות סירים עשויות חומר מבודד כדי שלא יכוו. בין שתי שכבות זכוכית פעמים רבות יש אוויר, וזה עוזר לשמור על חום בבית.