Diferența dintre conductivitatea termică și difuzia termică
Share
Diferența principală - Conductivitatea termică vs. difuzia termică
Conductivitatea termică și difuzia termică sunt doi termeni utilizați în fizica termică și statistică. Conductivitatea termică este un termen frecvent utilizat în fizică, în timp ce difuzia termică este un termen rar folosit în fizica termică. Conductibilitatea termică a unui material este o măsură a capacității materialului de a efectua căldură prin acesta. Difuzivitatea termică a unui material, pe de altă parte, este inerția termică a materialului respectiv. Aceasta este principala diferență între conductivitatea termică și difuzia termică. Conductivitatea termică este strâns legată de difuzia termică. Relația dintre cele două cantități poate fi exprimată ca o ecuație.
Acest articol acoperă,
1. Ce este conductivitatea termică? - Definiție, unitate de măsură, formulă, proprietăți ale conductoarelor termice
2. Ce este difuzia termică? - Definitie, Unitate de masura, Formula, Proprietati
3. Care este diferența dintre conductivitatea termică și difuzia termică?
Ce este Conductivitatea termică
În fizică, conductivitatea termică este capacitatea unui material de a conduce căldură. Conductivitatea termică este notată cu simbolul K. Unitatea SI de măsurare a conductivității termice este Watt pe metru Kelvin (W / mK). Conductivitatea termică a unui material dat depinde adesea de temperatura și chiar de direcția transferului de căldură. Conform celei de-a doua lege a termodinamicii, căldura intră întotdeauna de la o regiune fierbinte la o regiune rece. Cu alte cuvinte, un transfer net de căldură necesită un gradient de temperatură. Mai mare conductivitatea termică a unui material, mai mare viteza de transfer de căldură pe acest material va fi.
Reciprocitatea conductivității termice a unui material dat este cunoscută sub denumirea de rezistența termică din acest material. Asta înseamnă că, conductivitatea termică este mai mare, reducând rezistivitatea termică. Conductivitatea termică (K) a unui material poate fi exprimată ca;
K (T) = α (T)p (T) Cp(T)
Unde, α (T) - difuzivitatea termică, densitatea p (T), CpT-capacitatea specifică de căldură
Materialele precum diamantul, cuprul, aluminiu și argintul au conductivități termice ridicate și sunt considerate conductori termici buni. Aliajele de aluminiu sunt utilizate pe scară largă ca chiuvete de căldură, în special în domeniul electronicii. Materialele cum ar fi lemnul, poliuretanul, alumina și polistirenul, pe de altă parte, au o conductivitate termică scăzută. Prin urmare, astfel de materiale sunt utilizate ca izolatoare termice.
Conductivitatea termică a unui material se poate schimba atunci când faza materialului se schimbă de la solid la lichid, lichid în gaz sau invers. De exemplu, conductivitatea termică a gheții se schimbă atunci când gheața se topește în apă.
Conductoarele electrice bune sunt de obicei conductori termici buni. Cu toate acestea, argintul este un conductor termic relativ slab, chiar dacă este un conductor electric bun.
Electronii contribuie cel mai mult la conductivitatea termică a metalelor, în timp ce vibrațiile zgomotului sau fononii contribuie în principal la conductivitatea termică a metalelor. În metale, conductivitatea termică este aproximativ proporțională cu produsul conductivității electrice și a temperaturii absolute. Cu toate acestea, conductivitatea electrică a metalelor pure scade atunci când temperatura crește deoarece rezistența electrică a metalelor pure crește odată cu creșterea temperaturii. Drept urmare, produsul rezistenței electrice și al temperaturii absolute, precum și conductivitatea termică rămân aproximativ constantă, cu temperatură în creștere sau scădere.
Diamond este unul dintre cei mai buni termoizolanți din jurul temperaturii camerei, având o conductivitate termică mai mare de 2.000 de wați pe metru pe Kelvin.
Ce este Diffusivitatea termică
Difuzivitatea termică a unui material este inerția termică a materialului respectiv. Se poate înțelege ca capacitatea unui material de a conduce căldură, în raport cu căldura stocată pe unitatea de volum.
Difuzia termică a unui material poate fi definită drept conductivitatea termică împărțită de produsul de capacitate și densitate specifică de căldură. Acesta poate fi exprimat matematic ca;
α (T) = K (T) / (p(T) Cp(T))
α (T) = difuzivitate termică
Asta înseamnă, mai mare difuzia termică, mai mare conductivitatea termică. Prin urmare, materialele care au o difuzie termică mai mare conduc rapid prin ele. Difuzia termică a gazului este foarte sensibilă atât la temperatură, cât și la presiune. Unitatea SI de măsurare a difuzivității termice este m2s-1.
Spre deosebire de conductivitatea termică, difuzia termică nu este un termen folosit frecvent. Cu toate acestea, este o proprietate fizică importantă a materialelor care ajută la înțelegerea capacității unui material de a conduce căldură în raport cu căldura stocată pe unitate de volum.
Graficul grafitului pirolitic are o difuzivitate termică de 1,22 × 10-3 m2/ s
Diferența dintre conductivitatea termică și difuzia termică
Definiție:
Conductivitate termică: Conductivitatea termică a unui material este o măsură a capacității materialului de a conduce căldură prin acesta.
Diffusivitatea termică: Difuzia termică poate fi înțeleasă ca capacitatea unui material de a conduce căldură în raport cu căldura stocată pe unitatea de volum.
Formula de calcul
Conductivitate termică (K) dintr-un material poate fi exprimată ca;
K (T) = α (T) ρ (T) Cp (T)
Unde, α (T) - difuzivitatea termică, densitatea ρ (T), capacitatea termică specifică Cp (T)
Diffusivitatea termică (α) dintr-un material poate fi exprimat în termeni de conductivitate termică ca;
α (T) = K (T) / (ρ (T) Cp (T))
Denunțat de:
Conductivitate termică: K
Diffusivitatea termică: α
Unitatea SI:
Conductivitate termică: W / mK
Diffusivitatea termică: m2.
Dimensiuni
Conductivitate termică: M1L1T-3Θ-1
Diffusivitatea termică: L2.
Datorită fotografiei:
"Rough Diamond" de angajat necunoscut USGS - sursa originală: USGS "Minerals in Your World" site-ul. Link direct al imaginii: [1] (Domeniul Public) prin Wikimedia Commons
"Grafit pirolitic" (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons
