Diferența cheie dintre conductibilitatea termică și difuzivitate este că conductibilitatea termică se referă la capacitatea unui material de a conduce căldura, în timp ce difuzibilitatea termică se referă la măsurarea vitezei de transfer de căldură a unui material de la capătul său fierbinte la capăt rece.
Conductivitatea termică și difuzibilitatea termică sunt doi termeni care descriu transferul de căldură printr-un anumit material.
Ce este conductivitatea termică?
Conductivitatea termică este un termen care descrie capacitatea unui anumit material de a conduce căldura prin el însuși. Există trei moduri prin care putem desemna acest termen: k, λ sau κ. De obicei, un material cu 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 mod similar, materialele izolante 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, în timp ce putem folosi 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. Prin urmare, 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 unitățile imperiale, putem măsura conductivitatea termică în BTU/(h.ft.°F) unde BTU este unitatea termică britanică, 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 conductibilității termice a unui material: metodele în stare staționară și metodele tranzitorii.
Ce este difuzivitatea termică?
Difuzitatea termică este măsura vitezei de transfer de căldură a unui material de la capătul fierbinte la capătul rece. Prin urmare, este conductivitatea termică a unui material împărțită la densitate și capacitatea termică specifică la o presiune constantă. Unitatea de măsură pentru acest parametru este m2/s. Este o unitate derivată din SI. De obicei, putem desemna acest termen ca α. Dar există și alte simboluri. Expresia matematică a difuzivității termice este următoarea:
α=k/ρcp
Aici, k este conductivitatea termică, cp este capacitatea termică specifică, iar ρ si densitatea. Cu toate acestea, ρcp împreună este numită capacitate termică volumetrică.
Cel mai adesea, difuzivitatea termică este măsurată folosind metoda flash, care implică încălzirea unei benzi sau a unei părți cilindrice a unei probe de material cu un impuls scurt de energie la un capăt și analizarea schimbării temperaturii la mică distanță.
Care este diferența dintre conductivitate termică și difuzivitate?
Conductivitatea termică și difuzibilitatea termică sunt doi termeni care descriu transferul de căldură printr-un anumit material. Diferența cheie dintre conductibilitatea termică și difuzivitate este că conductibilitatea termică se referă la capacitatea unui material de a conduce căldura, în timp ce difuzibilitatea termică se referă la măsurarea vitezei de transfer de căldură a unui material de la capătul său fierbinte la capătul rece.
Mai jos infograficul prezintă diferențele dintre conductibilitatea termică și difuzivitate pentru comparație una lângă alta.
Rezumat – Conductivitate termică vs difuzivitate
Conductivitatea termică și difuzibilitatea termică sunt doi termeni care descriu transferul de căldură printr-un anumit material. Diferența cheie dintre conductibilitatea termică și difuzivitate este că conductibilitatea termică se referă la capacitatea unui material de a conduce căldura, în timp ce difuzibilitatea termică se referă la măsurarea vitezei de transfer de căldură a unui material de la capătul său fierbinte la capătul rece.
