Stål vs. stens varmeledningsevne

[gedekid14]

Hej,

Kan man sige noget om, hvor godt stål leder varme i forhold til f.eks. granitsten?

Jeg har set diverse værdier på varmeledning, men jeg er lidt i tvivl om, hvordan man aflæser dem?

Kan man sådan lidt forsimplet sige at stål er X gange bedre end sten til at lede varmen?

H

[harbst]

Steel, Carbon 1%   43    W/(m.K)   
Stainless Steel    16            W/(m.K)

Granit kan jeg nikke lige finde et konkret svar på . men værdien for
 Concrete, stone    1.7 .

Det er ca. 15 gange mindre end for almindelt lavt legerety  kulstofs tål

[gedekid14]

Tak

Hvordan kommer du frem til værdien på 15? Hvor kan man slå de her værdier op?

[harbst]

15 gange var nok lidt for hurtig og grov hovedregning.
Værdierne var fra egne notater. Du kan se på denne side:
http://www.engineeringtoolbox.com/thermal-conductivity-d_429.html

[gedekid14]

Kan du hjælpe en ikke-teknisk med at beregne forskellen. Hvordan ser regnestykket ud?

Jeg troede egentlig bare man sammenholdte 43 med 1,7 = 25,29, men det kan jeg godt fornemme, at man ikke skal. Hvad er formlen?

[harbst]

Nu er værdien 1,7  W/(m.K)  jo ikke for granit, men for noget andet stenmateriale.

Så der er ikke baggrund for noget præcist forhold i mine tal.
Varmeledning er i øvrigt noget afhængig af temperaturen. for materialer med strukturændringer og med store temperaturspænd, kan variationen være meget betydelig.

[gedekid14]

ok tak Jørgen - det er interessant.

Hvis vi så tager udgangspunkt i det stenmateriale du fandt værdien på (1,7) og vi tager udgangspunkt i 250 grader (1) og 300 grader (2).

Hvordan vil det så se ud  med forskellen på de to materialer i de to scenarier?

[harbst]

For legeringer som stål kan varmeledning ved forskellige temperaturer imperisk bestemmes ud fra elektrisk ledningsevne. Men det forudsætter at der ikke sker nogen omdannelse af strukturen.  Her er vi helt afhængig af hvilken slags stål du mener.  For alfa jern er ændringen mellem 0 og 300°C omkring 10%.

Sten, granit skal specificeres mere nøjagtigt i sammensætning, for at få præcise værdier. De er også vanskellige at finde i litteraturen. For nogle stenarter varierer varmeledningen i forhold til krystalaksernes retning.

'så hvis du er ude på præcise værdier er det en meget svær opgave.

Men helt generelt er varmeledning i metaller med frie elekroner langt højere en  elektrisk isolerende stenmaterialer.

De frie elektroner kan give elektrislk ledningsevne, og varmetransport.  Uden elektroner transmiteres varmen med vibrationer af molekyler ,atomer eller ioner, som næsten ikke kan flytte sig.


Så det nemme svar er at varmeledning i kulstofstål er 15 til 30 gange højere end i sten.

[Morten Jødal]

Alt hvad harbst har skrevet indtil nu i tråden, er jeg 100% enig i - og han har større faglig baggrund end jeg for at skrive det!
Jeg synes dog den videre debat burde tage udgangspunkt i den fine tabel, harbst linkede til i et af de første indlæg.
Granit står faktisk i den - med spændet 1,7-4,0.
Jeg har selv en gammel databog stående, hvor granit i én tabel er anført med spændet 2,6-3,0, og i en anden, der omhandler "praktisk varmeledningsevne" for byggematerialer, står der 3,5. Alle værdier er naturligvis i enheden W/(m*K), som har været konsekvent brugt i hele tråden.

Jeg kan lige tilføje, at jeg i gymnasiet havde en geografilærer, hvis interesse for geologi var overordentlig stor, og jeg blev på en uges ekskursion slæbt rundt på Bornholm for at se bl.a. alle de forskellige granittyper, øen rummer - der er stor forskel på rønnegranit, vanggranit og pegmatit, og hvis man idag går i byggemarkedet, ser man mest diverse kinesiske granittyper.
Så det er ikke underligt, at der kommer forskellige værdier for samtlige fysiske egenskaber!
Hvis man bruger pegmatit, har det endda betydning også i praksis, hvor store længder man regner over, for her er kornene af to af de tre stenarter, granit egentlig er sammensat af, umådelig store. Feldspat og kvarts findes i kornstørrelser på flere cm hver, glimmer er mindre dominerende i denne granittype, men er karakterisk for andre typer.
Hvis du også læser denne Wikipedia-artikel, vil du forhåbentlig forstå at svaret på dit spørgsmål ikke er entydigt.