Il ruolo della pasta termoconduttiva nella dissipazione del calore della CPU
Maggio 2, 2024Un primo esempio di calcolo di conduzione monodimensionale semplificato
Ora, analizziamo un esempio di conduzione monodimensionale (il calore è dimensionalmente importante in una sola direzione, i bordi sono ipoteticamente isolati) a regime stazionario attraverso lo strato di pasta termoconduttiva.
La pasta termoconduttiva è composta da un materiale, che ha uno spessore D, e dalle superfici S1 e S2 di ugual area (superficie inferiore e superiore della pasta termoconduttiva). La superficie S1 è caratterizzata da una temperatura T1, mentre sulla superficie S2, T2 è la temperatura misurata. La quantità di calore espressa in watt (W) che attraversa lo strato di pasta è calcolata dalla seguente equazione:
Q = (lamda/d) * S (T1-T2)
Ove lambda rappresenta la conducibilità termica della pasta termoconduttiva. Come abbiamo già letto, più grande è la conducibilità termica più calore passa. D è lo spessore della pasta in esame misurato in metri, e infine S è l’area misurata in metri quadrati delle due superfici uguali S1 e S2. La conducibilità termica si esprime in W/metri x gradi Kelvin.
La resistenza termica è calcolata dalla seguente equazione:
R = D / lambda
Ove D è lo spessore della pasta termoconduttiva, e lambda è la conducibilità termica della stessa. In linea di massima, tanto maggiore sarà la resistenza termica, tanto minore sarà il flusso di calore trasmesso. La resistenza termica si esprime in metri quadrati x gradi Kelvin/W. L’immagine due vi può aiutare a comprendere il meccanismo di conduzione del calore. Come vedere il calore passa da un corpo (Core della CPU) a temperatura maggiore ad un corpo a temperatura minore (pasta termoconduttiva) e infine dissipatore seguendo la seconda legge della termodinamica in cui il calore passa da a un oggetto caldo a uno freddo fino al raggiungimento dell’equilibrio termico (v. articolo la seconda legge della termodinamica e il concetto di entropia).
(Il meccanismo della conduzione del calore)
Abbiamo compreso cosa significano i termini resistenza termica, e conducibilità termica di un materiale, e ora possiamo valutare con sicurezza le caratteristiche termiche di una buona pasta termoconduttiva. E’ il momento di approfondire con un secondo calcolo la conduzione monodimensionale e introdurre la legge di Fourier per la conduzione del calore.
