Isı iletimi
Kısa tanım
Isının, maddenin kendisi yer değiştirmeden tanecikler arası etkileşimle sıcak bölgeden soğuk bölgeye aktarılmasıdır.
Diğer adları: Kondüksiyon, Isı iletkenliği
Metal bir kaşığı sıcak çaya koyduğunda bir süre sonra sapı da ısınır. Kaşığın içindeki atomlar yer değiştirmez, ama sıcak uçtaki titreşimler komşu atomlara aktarılarak enerjiyi sapa taşır. Isının bu şekilde katılar (ve durgun akışkanlar) içinde yayılmasına iletim denir.
Fourier yasası
Düz bir levhadan birim zamanda geçen ısı: Q/t = k × A × ΔT / d. k malzemenin ısı iletkenlik katsayısı (W/m·K), A alan, ΔT iki yüz arasındaki sıcaklık farkı, d kalınlıktır. Isı akışı alanla ve sıcaklık farkıyla artar, kalınlıkla azalır.
Yaklaşık k değerleri: bakır 400, alüminyum 205, beton 1,4, tuğla 0,6-0,8, cam 1,0, ahşap 0,12-0,16, taş yünü ve EPS köpük 0,032-0,040 W/m·K. Durgun hava iyi bir yalıtkandır (0,025); yalıtım malzemelerinin çoğu havayı küçük gözeneklerde hapsederek çalışır.
Örnek
10 m² alanlı, 20 cm kalınlığında beton bir duvarda iç sıcaklık 20 °C, dış sıcaklık 0 °C olsun. Isı akışı 1,4 × 10 × 20 / 0,20 = 1.400 W'tır. Aynı duvara 5 cm taş yünü (k = 0,035) eklendiğinde yalıtım tabakasının ısıl direnci betonunkinin yaklaşık 10 katı olur ve kayıp kabaca 130 W'a iner. Bu hesapları ısı iletimi hesaplamasıyla yapabilirsin.
Binalarda katmanlı duvarlar için iletkenlik yerine ısıl direnç (R = d/k) ve toplam ısı geçirgenlik katsayısı (U değeri) kullanılır; dönüşümleri U değeri R değeri dönüştürücüsünde, tüm bina için kaybı ise ısı kaybı hesaplamasında görebilirsin. Gerçek binalarda yüzeylerdeki taşınım ve ısı köprüleri de hesaba katılır.