İstilik keçiriciliyi fizika sahəsində, xüsusən də istilik ötürülməsinin alt sahəsi daxilində istilik və istilik enerjisinin öyrənilməsində əsas anlayışdır. Bu proses istilik şəklində enerjinin müxtəlif materiallar və maddələr vasitəsilə necə hərəkət etdiyini başa düşmək üçün çox vacibdir. Bu dərsdə biz istilik keçiriciliyinin əsaslarını, onun mexanizmlərini, onun kəmiyyətcə ölçülə bilməsini və gündəlik həyatda və texnologiyada tətbiqlərini araşdırmağı hədəfləyirik.
Özündə istilik keçiriciliyi, istilik enerjisinin material daxilində və ya birbaşa fiziki təmasda olan materiallar arasında daha yüksək temperatur bölgəsindən aşağı temperatur bölgəsinə ötürülməsi prosesidir. Konveksiya və radiasiyadan fərqli olaraq, keçiricilik materialın özünün hərəkətini əhatə etmir. Bunun əvəzinə, o, atomlar, molekullar və elektronlar kimi materialdakı hissəciklər arasındakı qarşılıqlı təsirlərə və toqquşmalara əsaslanır. Bu istilik ötürülməsinin səmərəliliyi və sürəti əhəmiyyətli dərəcədə materialın təbiətindən və onun spesifik xüsusiyyətlərindən asılıdır.
İstilik keçiriciliyinin arxasındakı mikroskopik mexanizm hissəciklərin kinetik enerjisini əhatə edir. Daha yüksək temperaturda olan maddələrdə hissəciklər daha çox həyəcanlanır və daha çox kinetik enerjiyə malikdir. Bu daha enerjili hissəciklər daha soyuq bölgələrdə daha az enerjili hissəciklərlə toqquşduqda, enerjilərinin bir hissəsini köçürürlər. Zaman keçdikcə bu enerji ötürülməsi material daxilində və ya materiallar arasında temperatur fərqlərini bərabərləşdirməyə meyllidir və istilik tarazlığına səbəb olur.
Materialın istilik keçirmə qabiliyyəti \(\kappa\) (kappa) simvolu ilə işarələnən istilik keçiriciliyi kimi tanınan bir xüsusiyyət ilə ölçülür. Temperatur qradiyenti (iki nöqtə arasındakı temperatur fərqi) nəzərə alınmaqla istiliyin materialdan keçmə sürəti kimi müəyyən edilir. Keçirici istilik ötürmə sürətinin ( \(Q\) ) riyazi ifadəsi Furye qanunu ilə verilir:
\( Q = -\kappa A \frac{\Delta T}{\Delta x} \)Harada:
Bu tənlik vurğulayır ki, keçiricilik vasitəsilə istilik ötürmə sürəti temperatur fərqi və istiliyin keçdiyi sahə ilə düz mütənasibdir, lakin materialın qalınlığı ilə tərs mütənasibdir.
Fərqli materiallar çox fərqli istilik keçiriciliyi nümayiş etdirir. Məsələn, metallar, səmərəli istilik ötürülməsini asanlaşdıran sərbəst elektronlara görə yüksək istilik keçiriciliyinə malikdirlər. Mis və gümüş yüksək istilik keçiriciliyi olan metalların əla nümunələridir. Bunun əksinə olaraq, ağac, köpük və fiberglas kimi izolyasiya materialları aşağı istilik keçiriciliyinə malikdir və bu, onları ev izolyasiyası kimi tətbiqlərdə istilik ötürülməsinin qarşısını almaq üçün ideal hala gətirir.
İstilik keçiriciliyi mühəndislikdən tutmuş məişət texnikasına qədər müxtəlif sahələrdə çoxsaylı tətbiqlər tapır. Budur bir neçə nümunə:
Xüsusi təcrübələr burada təfərrüatlı olmasa da, sadə təcrübələr istilik keçiriciliyinin prinsiplərini təsvir edə bilər. Məsələn, müxtəlif materiallardan (metal, ağac, plastik) bir ucu isti su banyosunda, digər ucu isə havaya məruz qalan bir sıra çubuqların qurulması istilik müxtəlif maddələrdən nə qədər tez və ya yavaş keçdiyini əyani şəkildə nümayiş etdirə bilər. Mütəmadi olaraq açıq uclara toxunmaqla hər bir materialın istilik keçirmə sürətini hiss etmək olar.
İstilik keçiriciliyi həm təbii hadisələrdə, həm də insan tərəfindən yaradılan texnologiyalarda həlledici rol oynayan istilik ötürülməsinin əsas mexanizmidir. Onun əsas prinsiplərini, istilik keçiriciliyini və müxtəlif materiallar üçün təsirlərini başa düşməklə, istilik şəklində olan enerjinin ətrafımızdakı dünyada necə hərəkət etdiyini daha yaxşı qiymətləndirə bilərik. İstər yemək bişirərkən, istər elektronikanın soyudulmasında, istərsə də evlərimizin izolyasiyasında, istilik keçiriciliyi gündəlik həyatın bir çox aspektlərinə təsir edərək, onun öyrənilməsini həm maraqlı, həm də praktik olaraq dəyərli edir.
