Teorie
Tepelná vodivost je schopnost daného materiálu vést teplo. Je to vlastně rychlost, s jakou se teplo šíří z jedné zahřáté části látky do druhé, chladnější. Tepelná vodivost každé látky je dána součinitelem tepelné vodivosti. Podle hodnoty součinitele tepelné vodivosti rozlišujeme dobré (vysoká hodnota) a špatné tepelné vodiče.
| Materiál | Měrná tepelná vodivost [W m–1 K–1] |
|---|---|
| vakuum | 0 |
| suchý vzduch | 0,02 |
| polystyren | 0,04 |
| náplň spacáků (peří, vlákna) | 0,05 - 0,07 |
| sníh | 0,12 - 1,30 |
| plexisklo | 0,20 |
| cihla | 0,28 - 1,20 |
| voda | 0,50 |
| led | 2,20 |
| žula | 3 - 4 |
| ocel | 50 |
| železo | 73 |
| mosaz | 106 |
| hliník | 229 |
| zlato | 317 |
| měď | 395 |
| stříbro | 418 |
| diamant | 895 - 2300 |
Ze všech látek mají nejlepší tepelnou vodivost kovy. Lépe vedou teplo kovy čisté, než kovy znečištěné nebo slitiny. Přitom kov, který je lepším elektrickým vodičem, je také lepším vodičem tepla. Souvislost mezi součinitelem tepelné vodivosti a součinitelem elektrické vodivosti vyjadřuje Lorentzův – Lorenzův zákon. Tepelná i elektrická vodivost kovů je zprostředkována volnými elektrony. Dobré tepelné vodivosti kovů se využívá v technice, kovové jsou radiátory, stěny parního kotle, chladící tělesa apod. Ostatní pevné látky jsou špatnými vodiči tepla, s výjimkou tuhy.
Velmi špatným tepelným vodičem jsou plyny a kapaliny, především voda. Zahříváním vody v horní části zkumavky ji můžeme přivést až k varu, zatímco u dna zůstane chladná. Nejmenší součinitele tepelné vodivosti mají plyny. Proto také sypké pórovité látky (peří, suché dřevo, textilie, písek, cihly, skelná vata apod.), uvnitř kterých je vzduch, jsou špatnými vodiči tepla. Vodivost takových látek závisí na vlhkosti, a to tak, že tepelná vodivost vlhkých látek je značně větší. Látky, které jsou špatnými vodiči tepla se používají k tepelné izolaci. Nejlepším tepelným izolantem je vakuum.
Tepelná izolace.
Zdroj: commons. wikimedia.org. Under Creative Commons.
Teplokrevní živočichové své tělo tepelně izolují, aby jeho teplotu udrželi s minimem vynaložené energie. Studenokrevní živočichové naproti tomu ohřívají své tělo vnějšími zdroji. Tepelná izolace by jim naopak překážela. Kachna nebo kytovec využívá k tepelné izolaci svůj podkožní tuk.
