निम्नलिखित में से किस पदार्थ में सबसे अधिक तापीय चालकता होने की संभावना है?

व्याख्या:

पदार्थों की तापीय चालकता

• तापीय चालकता पदार्थों का एक भौतिक गुण है जो उनकी ऊष्मा का संचालन करने की क्षमता को मापता है। इसे उस ऊष्मा की मात्रा (वाट में) के रूप में परिभाषित किया जाता है जो किसी दिए गए क्षेत्रफल और मोटाई वाले पदार्थ से गुजरती है जब पदार्थ में तापमान का अंतर मौजूद होता है। तापीय चालकता की इकाई वाट प्रति मीटर प्रति डिग्री सेल्सियस (W/m·°C) है।

कार्य सिद्धांत:

• तापीय चालकता का कार्य सिद्धांत पदार्थ के गर्म भाग से ठंडे भाग में ऊष्मा ऊर्जा के स्थानांतरण को शामिल करता है। यह स्थानांतरण परमाणुओं और अणुओं के कंपन या धातुओं की स्थिति में इलेक्ट्रॉनों की गति के माध्यम से होता है। उच्च तापीय चालकता वाले पदार्थ तेजी से और कुशलतापूर्वक ऊष्मा का स्थानांतरण कर सकते हैं, जबकि कम तापीय चालकता वाले पदार्थ बेहतर विद्युतरोधी होते हैं।

एल्यूमीनियम:

• एल्यूमीनियम अपनी उच्च तापीय चालकता के लिए जाना जाता है। यह लगभग 237 W/m·°C की तापीय चालकता मान वाली एक धातु है, जो विकल्पों में सूचीबद्ध अन्य पदार्थों की तुलना में काफी अधिक है। यह उच्च तापीय चालकता एल्यूमीनियम को कुशल ऊष्मा स्थानांतरण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री बनाती है, जैसे कि हीट विनिमयक, शीतलन प्रणाली और इलेक्ट्रॉनिक घटक।
• ऊष्मा को जल्दी से संचालित करने की एल्यूमीनियम की क्षमता मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति के कारण है जो सामग्री के माध्यम से आसानी से गति कर सकते हैं, तापीय ऊर्जा को एक भाग से दूसरे भाग में स्थानांतरित कर सकते हैं। यह गुण उन उद्योगों में विशेष रूप से उपयोगी है जहाँ अतितापन को रोकने और इष्टतम प्रदर्शन बनाए रखने के लिए तेजी से ऊष्मा अपव्यय महत्वपूर्ण है।

Additional Information विकल्प 1: रबर

• रबर एक इन्सुलेट सामग्री है जिसमें बहुत कम तापीय चालकता होती है। इसकी तापीय चालकता का मान आमतौर पर लगभग 0.1-0.2 W/m·°C होता है, जिसका अर्थ है कि यह ऊष्मा का अच्छी तरह से संचालन नहीं करता है। यह गुण रबर को तापीय विद्युतरोधन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है, जैसे कि गर्मी प्रतिरोधी दस्ताने, मैट और सील के निर्माण में।

विकल्प 2: हवा

• हवा में भी कम तापीय चालकता होती है, लगभग 0.024 W/m·°C। यह इसे ऊष्मा का एक खराब संवाहक और एक उत्कृष्ट विद्युतरोधी बनाता है। हवा का उपयोग आमतौर पर विद्युतरोधी अनुप्रयोगों में किया जाता है, जैसे कि डबल-ग्लेज़्ड खिड़कियों में, जहाँ फंसी हुई हवा की परत इमारतों के आंतरिक और बाहरी भाग के बीच ऊष्मा स्थानांतरण को कम करने में मदद करती है।

विकल्प 4: लकड़ी

• लकड़ी में मध्यम तापीय चालकता होती है, आमतौर पर लगभग 0.12-0.15 W/m·°C। जबकि रबर या हवा की तरह विद्युतरोधी नहीं है, लकड़ी एल्यूमीनियम जैसी धातुओं की तरह कुशलतापूर्वक ऊष्मा का संचालन नहीं करती है। लकड़ी की तापीय चालकता इसके घनत्व और नमी की मात्रा पर निर्भर करती है, लेकिन इसका उपयोग आम तौर पर उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जहाँ मध्यम विद्युतरोधन की आवश्यकता होती है, जैसे कि भवन निर्माण और फर्नीचर निर्माण में।