Почему пористые вещества обладают низкой теплопроводностью?

Пористые вещества обладают низкой теплопроводностью из-за структуры и характеристик их пористой структуры. Вот несколько основных причин:

1. Воздушные полости: Пористые материалы содержат множество воздушных полостей или пор, которые заполнены воздухом или газом. Воздух является плохим проводником тепла по сравнению с твердыми веществами. При передаче тепла через пористый материал тепловая энергия должна преодолевать препятствие в виде слоя воздуха, что затрудняет передачу тепла.
2. Разделение материала: Пористые материалы состоят из твердой матрицы и отдельных пор. Твердая матрица может быть выполнена из материала с высокой теплопроводностью, но из-за наличия пор и разделения материала тепловая энергия сталкивается с преградами и препятствиями в структуре материала, что снижает эффективность передачи тепла.
3. Тепловое сопротивление границ: При переходе тепла от одного материала к другому или от твердой матрицы к воздушным полостям возникают границы, на которых происходит сопротивление передаче тепла. В пористых материалах эти границы между твердыми материалами и воздушными полостями более заметны и создают дополнительное тепловое сопротивление, что приводит к снижению теплопроводности.
4. Рассеивание тепла: В пористых материалах тепловая энергия может рассеиваться в различных направлениях из-за неоднородной структуры и наличия множества путей для передачи тепла. Это также приводит к снижению эффективности передачи тепла.

В итоге, комбинация воздушных полостей, разделения материала, теплового сопротивления границ и рассеивания тепла в пористых материалах препятствует свободному и эффективному потоку тепла, что приводит к низкой теплопроводности.