Ajde ja sam dao Fiziku Materijala na FER-u i slušao jesam o ovoj temi, ali prošlo je dosta vremena tak da sam poprilično toga, zapravo večinu, zaboravio.
A nije ni da se na FER-u previše radi fizike, a i kada se radi naglasak je na elektricitetu a ne toplini..
U svakom slučaju maglovito se sjećam da obje veličine jesu povezane i normalno, vrlo usko su su povezane. Ali sada kako točno mehanizam radi pojma više nemam pojma. Jako je složen. Npr veličina poput toplinske vodljivosti ovisi o brdu tvari pokraj topliskog kapaciteta. Kao o građi atoma i molekula, broju slobodnih elektrona, strukturi rešetke, električnoj vodljivosti i sl. Pravilnije bi bilo reči da kapacitet i vodljivost nisu direktno međovisni već su uzrokovani istim fenomenom - materijalom, te se tako posredno dovode u vezu jer ovise o istoj tvari.
Evo primjerice ostala mi u glavi slika grafa o ovisnosti vođenja el. struje o toplinskoj vodljivosti iz kojega se vidi da su dobri vodiči el. struje u pravilu i odlični vodiči topline. To je zato što dobri vodiči imaju puno elektrona koji lako mogu prenositi toplinu sa jednog kraja materijala na drugi kraj. To je prenošenje topline putem elektronskog oblaka koje je važan faktor pri niskim temperaturama i opće nije vezano uz toplinski kapacitet materijala (ovdje elektroni nose toplinu dok je atomi upijaju). Tako da na ovu temu ima puno stvari za probaviti. Nije baš tako jednostavno da se svede na obrnuto proporcionalnu vezu kapaciteta i vodljivosti.
Kužiš što pričam? Snažna veza kapaciteta i vodljivosti očito postoji. Samo je njena priroda dublja. Primjerice olovo ima puno niži kapacitet od bakra,a kamoli aluminija, i unatoč niskom kapacitetu provodi toplinu bitno lošije od druga dva metala. Zato nikada nećeš vidjeti olovni hladnjak (a i nisko talište olova nije baš dobro
)...
Idealni materijal za hlađenje može imati kapacitet kakav te volja (normalno u nekim razumnim granicama, ne sada da mu je kapacitet nešto poput 10 J/kgK pa da u tren sublimira). Toplinska vodljivost je glavni kriterij za odabir dobrog materijala za hađenje. Uz toplinsku vodljivost i gustoća materijala je jako bitna za izradu hladnjaka, definitvno važnija od samog kapaciteta. O njoj ovisi površina materijala, a samim time koliko brzo ga možeš hladiti. Ovdje je cilj je da što brže razbacaš toplinu po što većoj površini i nekom trećem mediju predaš toplinu. Tek taj medij pak treba imati solidan kapacitet, npr. voda ili zrak, a ne hladnjak.
Zbog toga se hladnjaci i rade od metala. Metali dobro provode toplinu te su pogodni za hlađenje, iako imaju relativno niski toplinski kapacitet. Kada bi kapacitet bio jako bitan radili bi se od drveta ili nečeg sličnog (velik kapacitet), a ne od alumija i bakra koji imaju jako nizak kapacitet.