O que é condutividade térmica do hélio – definição

Condutividade térmica do hélio

O hélio  é um elemento químico com  número atômico  2, o  que significa que existem 2 prótons e 2 elétrons na estrutura atômica. O  símbolo químico  para o hélio é  ele .

É um gás monatômico incolor, inodoro, insípido, atóxico, inerte, inerte, o primeiro no grupo dos gases nobres da tabela periódica. Seu ponto de ebulição é o mais baixo entre todos os elementos.

Devido à massa molar (atômica) relativamente baixa do hélio, sua condutividade térmica, calor específico e velocidade do som na fase gasosa são todos maiores do que qualquer outro gás, exceto o hidrogênio. Por sua inércia e alta condutividade térmica, transparência de nêutrons e por não formar isótopos radioativos em condições de reator, o hélio é usado como meio de transferência de calor em alguns reatores nucleares refrigerados a gás (por exemplo, reatores refrigerados a gás de alta temperatura – HTGR )

Referência especial: Propriedades termofísicas de materiais para engenharia nuclear: um tutorial e coleta de dados. IAEA-THPH, IAEA, Viena, 2008. ISBN 978–92–0–106508–7.

Condutividade térmica de gasesO efeito da temperatura, pressão e espécies químicas na condutividade térmica de um gás pode ser explicado em termos da teoria cinética dos gases . O ar e outros gases geralmente são bons isolantes, na ausência de convecção. Portanto, muitos materiais isolantes (por exemplo, poliestireno) funcionam simplesmente com um grande número de bolsas cheias de gás que impedem a convecção em grande escala . A alternância entre bolsa de gás e material sólido faz com que o calor seja transferido através de muitas interfaces, causando uma rápida diminuição no coeficiente de transferência de calor.

A condutividade térmica dos gases é diretamente proporcional à densidade do gás, à velocidade molecular média e, especialmente, ao caminho livre médio da molécula. O caminho livre médio também depende do diâmetro da molécula, com moléculas maiores com maior probabilidade de sofrer colisões do que moléculas pequenas, que é a distância média percorrida por um transportador de energia (uma molécula) antes de experimentar uma colisão. Gases leves, como hidrogênio e hélio, normalmente têm alta condutividade térmica . Gases densos como xenônio e diclorodifluorometano têm baixa condutividade térmica.

Em geral, a condutividade térmica dos gases aumenta com o aumento da temperatura.