熱的傳遞與隔熱(Heat Insulation)

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熱的傳遞與隔熱(Heat Insulation)
國立彰化高級中學姜志忠教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

熱輻射主要是由電磁光譜中紅外線組成,與所有的電磁波一樣,熱輻射不需要透過介質傳遞,一個物體輻射出的總能量正比於表面積與放射率,所有在絕對零度以上的物體都會產生熱輻射。

熱輻射柵欄(Thermal radiant barriers,例如汽車上廣泛使用的隔熱紙)就像是熱的柵欄,扮演隔熱的角色,因此必須在紅外線光譜中具有低的放射率、吸收率與反射率,有的柵欄對可見光也有相同的要求,但這對於柵欄的隔熱功能而言,並非必要。當熱輻射向柵欄時,只有少數的能量被柵欄吸收(低吸收率),因此也只有極少部分的能量被放射出來(低放射率),高度研磨的金屬表面就是如此。相對的,具有低反射率黑色的物質則會吸收大量的熱能,也會放出大量的熱,其隔熱效果是比較差的。

熱傳導與傳導柵欄
當熱透過介質,從一物質傳遞到另一物質時,傳導就發生的,傳導速率正比於物質的厚度、截面積與溫度梯度(接觸的兩物體每公尺溫度上升或下降多少度)。大多數的氣體(包括空氣)都是熱的不良導體。因此,傳導柵欄(conductive barrier,例如雙層玻璃中間有空氣夾層)中經常包含一層空氣以防止熱的傳遞,這樣的作法可以大幅減低熱的傳遞。

資料來源:
Thermal insulation. http://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_insulation

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