Diferența cheie dintre conductivitatea termică și coeficientul de transfer de căldură este că conductivitatea termică este legată de difuzia moleculară spațială a căldurii în fluid, în timp ce coeficientul de transfer de căldură este o constantă de proporționalitate între căldura furnizată și forța motrice termodinamică de flux de căldură prin zona unității.
Conductivitatea termică este capacitatea unui anumit material de a conduce căldura prin el însuși. Coeficientul de transfer de căldură, pe de altă parte, este constanta de proporționalitate dintre fluxul de căldură și forța motrice termodinamică pentru fluxul de căldură.
Ce este conductivitatea termică?
Conductivitatea termică poate fi descrisă ca fiind capacitatea unui anumit material de a conduce căldura prin el însuși. Putem folosi trei moduri pentru a desemna acest termen: k, λ sau κ. În general, un material constând dintr-o conductivitate termică ridicată prezintă o rată mare de transfer de căldură. De exemplu, metalele au de obicei o conductivitate termică ridicată și sunt foarte eficiente în conducerea căldurii. În schimb, materialele izolatoare precum Styrofoam au conductivitate termică scăzută și prezintă o rată scăzută de transfer de căldură. Prin urmare, putem folosi materiale cu conductivitate termică ridicată în aplicații cu radiatoare și materiale cu conductivitate termică scăzută în aplicații de izolare termică. În plus, „rezistivitate termică” este reciproca conductibilității termice.
Matematic, putem exprima conductivitatea termică ca q=-k∇T, unde q este fluxul de căldură, k este conductibilitatea termică și ∇T este gradientul de temperatură. Numim aceasta „legea lui Fourier a conducerii căldurii.”
Putem defini conducția termică ca transportul de energie datorat mișcării moleculare aleatoare pe un gradient de temperatură. Putem distinge acest termen de transportul de energie prin convecție și lucru molecular, deoarece nu implică fluxuri microscopice sau tensiuni interne care sunt performante.
Când luăm în considerare unitățile de măsură pentru conductibilitatea termică, unitățile SI sunt „Watt per metru Kelvin” sau W/m. K. Cu toate acestea, în unități imperiale, putem măsura conductivitatea termică în BTU/(h.ft.°F). BTU este o unitate termică britanică, unde h este timpul în ore, ft este distanța în picior și F este temperatura în Fahrenheit. În plus, există două modalități majore de măsurare a conductivității termice a unui material: metodele în stare staționară și metodele tranzitorii.
Ce este coeficientul de transfer termic?
Coeficientul de transfer de căldură este constanta de proporționalitate dintre fluxul de căldură și forța motrice termodinamică a fluxului de căldură. Este, de asemenea, cunoscut sub numele de coeficient de film sau eficacitatea filmului în termodinamică. De obicei, viteza totală de transfer de căldură pentru unele sisteme este exprimată în termeni de conductanță globală sau coeficient de transfer de căldură, care este notat cu U.
Coeficientul de transfer de căldură este util în calcularea transferului de căldură prin convecție sau tranziție de fază între un fluid și un solid. Când luăm în considerare unitățile SI, coeficientul de transfer de căldură are unitățile W/(m2K) (wați pe metru pătrat Kelvin).
În plus, coeficientul de transfer termic poate fi descris ca fiind reciproca izolației termice. Putem folosi coeficientul de transfer termic pentru materialele de construcție și pentru izolarea îmbrăcămintei.
Care este diferența dintre conductivitatea termică și coeficientul de transfer termic?
Conductivitatea termică și coeficientul de transfer de căldură sunt termeni importanți în chimia fizică. Diferența cheie dintre conductivitatea termică și coeficientul de transfer de căldură este că conductivitatea termică este legată de difuzia moleculară spațială a căldurii în fluid, în timp ce coeficientul de transfer de căldură este o constantă de proporționalitate între căldura furnizată și forța motrice termodinamică a fluxului de căldură prin unitate de suprafață.
Următorul tabel rezumă diferența dintre conductibilitatea termică și coeficientul de transfer termic.
Rezumat – Conductivitate termică vs coeficient de transfer termic
Diferența cheie dintre conductibilitatea termică și coeficientul de transfer de căldură este că conductivitatea termică este legată de difuzia moleculară spațială a căldurii în fluid, în timp ce coeficientul de transfer de căldură este o constantă de proporționalitate între căldura furnizată și forța motrice termodinamică de flux de căldură prin zona unității.
