Tweet
ฮีตซิงค์ที่ทำจากทองแดงจะใช้งานในที่อุณหภูมิสูงได้ไม่ดีเท่ากับฮีตซิงค์ที่ทำจากอะลูมิเนียม จริงหรือ
ปกติแล้วประสิทธิภาพของฮีตซิงค์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ทำแต่เพียงอย่างเดียว ยังขึ้นอยู่กับโครงสร้างของตัวฮีตซิงค์เองดัวย แต่ถ้าพิจารณาจากวัตถุที่มีโครงสร้าง ลักษณะ และขนาดเท่ากัน เราจะพบว่าฮีตซิงค์ที่ทำด้วยทองแดงนั้น จะมีความจุความร้อนภายในตัวมันเองสูงกว่าอะลูมิเนียมประมาณ 41% เมื่ออุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมฮีตซิงค์มีค่าเพิ่มขึ้น 1 องศาเซลเซียส ซึ่งเหมาะสมสำหรับกรณีที่แหล่งกำเนิดความร้อนมีพื้นที่ขนาดเล็ก แต่มีปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นสูงมาก ทำให้ค่าความหนาแน่นของความร้อนต่อหน่วยพื้นที่สูงมาก แต่การที่มีความจุในตัวมันเองสูง ไม่ได้หมายความว่าความสามารถระบายความร้อนต่ำ การพิจารณาความสามารถในการระบายความร้อน เราสามารถพิจารณาได้จากค่าความจุความร้อน หรือ Heat Capacity ซึ่งมีหน่วยเป็น จูลต่อน้ำหนัก-อุณหภูมิ ซึ่งทองแดงและอะลูมิเนียม จะมีค่าความจุความร้อนเป็น 0.385 และ 0.903 จูลต่อกรัม-องศา จะเห็นได้อย่างชัดเจนว่า ทองแดงจะมีการเก็บกักความร้อนเอาไว้ในตัวมันเองน้อยกว่าอะลูมิเนียมที่น้ำหนักเท่ากัน ดังนั้นจะพบว่า นำเอาทองแดงและอะลูมิเนียมที่ร้อนเท่ากัน มาปล่อยเอาไว้ในสิ่งแวดล้อมลักษณะเดียวกัน ทองแดงจะเย็นตัวลงเร็วกว่า
สมมุติว่าชิ้นวัตถุทั้งสองมีขนาด 10 ลูกบากศ์เซนติเมตร(ซีซี) ดังนั้นน้ำหนักของวัตถุที่เป็นทองแดงและอะลูมิเนียมก็จะเป็น 89.33 และ 27.02 กรัม ตามลำดับ ดังนั้นปริมาณความจุความร้อนของชิ้นวัตถุที่เป็นทองแดงและอะลูมิเนียม จะมีค่าเป็น 34.39 จูลต่อองศา (89.33x0.385) และ 24.399 จูลต่อองศา (89.33x0.385) จะเห็นได้ว่าถ้าเราลดอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมของทองแดงลงหนึ่งองศาก็จะถ่ายเทความร้อนออกไปได้เท่ากับ 34.39-24.399= 9.991 = 10 จูล หรือเท่ากับ 0.4095 เท่า (10/24.399 หรือ 40.1 %)
ดังนั้นจึงสรุปได้ว่า
ทองแดงสามารถใช้งานที่อุณหภูมิสูงได้ ดีกว่า อะลูมิเนียม และทองแดงจะสามารถแสดงประสิทธิภาพที่ดียิ่งขึ้น เมื่ออากาศรอบทองแดงมีอุณหภูมิต่ำลง ยิ่งต่ำลงเท่าใดก็ยิ่งทำให้ระบายความร้อนดีกว่าอะลูมิเนียมมากยิ่งขึ้น
ปล.อ้างอิงจากที่อื่น ไม่ได้เดา แต่ยังไม่แน่ใจนะครับ ขอศึกษาอีกนิดครับ นี่เป็นคุณสมบัติทาง ปริมาตรเทียบกับพลังงาน/เวลา
ปกติแล้วประสิทธิภาพของฮีตซิงค์ไม่ได้ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ทำแต่เพียงอย่างเดียว ยังขึ้นอยู่กับโครงสร้างของตัวฮีตซิงค์เองดัวย แต่ถ้าพิจารณาจากวัตถุที่มีโครงสร้าง ลักษณะ และขนาดเท่ากัน เราจะพบว่าฮีตซิงค์ที่ทำด้วยทองแดงนั้น จะมีความจุความร้อนภายในตัวมันเองสูงกว่าอะลูมิเนียมประมาณ 41% เมื่ออุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมฮีตซิงค์มีค่าเพิ่มขึ้น 1 องศาเซลเซียส ซึ่งเหมาะสมสำหรับกรณีที่แหล่งกำเนิดความร้อนมีพื้นที่ขนาดเล็ก แต่มีปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นสูงมาก ทำให้ค่าความหนาแน่นของความร้อนต่อหน่วยพื้นที่สูงมาก แต่การที่มีความจุในตัวมันเองสูง ไม่ได้หมายความว่าความสามารถระบายความร้อนต่ำ การพิจารณาความสามารถในการระบายความร้อน เราสามารถพิจารณาได้จากค่าความจุความร้อน หรือ Heat Capacity ซึ่งมีหน่วยเป็น จูลต่อน้ำหนัก-อุณหภูมิ ซึ่งทองแดงและอะลูมิเนียม จะมีค่าความจุความร้อนเป็น 0.385 และ 0.903 จูลต่อกรัม-องศา จะเห็นได้อย่างชัดเจนว่า ทองแดงจะมีการเก็บกักความร้อนเอาไว้ในตัวมันเองน้อยกว่าอะลูมิเนียมที่น้ำหนักเท่ากัน ดังนั้นจะพบว่า นำเอาทองแดงและอะลูมิเนียมที่ร้อนเท่ากัน มาปล่อยเอาไว้ในสิ่งแวดล้อมลักษณะเดียวกัน ทองแดงจะเย็นตัวลงเร็วกว่า
สมมุติว่าชิ้นวัตถุทั้งสองมีขนาด 10 ลูกบากศ์เซนติเมตร(ซีซี) ดังนั้นน้ำหนักของวัตถุที่เป็นทองแดงและอะลูมิเนียมก็จะเป็น 89.33 และ 27.02 กรัม ตามลำดับ ดังนั้นปริมาณความจุความร้อนของชิ้นวัตถุที่เป็นทองแดงและอะลูมิเนียม จะมีค่าเป็น 34.39 จูลต่อองศา (89.33x0.385) และ 24.399 จูลต่อองศา (89.33x0.385) จะเห็นได้ว่าถ้าเราลดอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อมของทองแดงลงหนึ่งองศาก็จะถ่ายเทความร้อนออกไปได้เท่ากับ 34.39-24.399= 9.991 = 10 จูล หรือเท่ากับ 0.4095 เท่า (10/24.399 หรือ 40.1 %)
ดังนั้นจึงสรุปได้ว่า
ทองแดงสามารถใช้งานที่อุณหภูมิสูงได้ ดีกว่า อะลูมิเนียม และทองแดงจะสามารถแสดงประสิทธิภาพที่ดียิ่งขึ้น เมื่ออากาศรอบทองแดงมีอุณหภูมิต่ำลง ยิ่งต่ำลงเท่าใดก็ยิ่งทำให้ระบายความร้อนดีกว่าอะลูมิเนียมมากยิ่งขึ้น
ปล.อ้างอิงจากที่อื่น ไม่ได้เดา แต่ยังไม่แน่ใจนะครับ ขอศึกษาอีกนิดครับ นี่เป็นคุณสมบัติทาง ปริมาตรเทียบกับพลังงาน/เวลา
Comment