Galvenā atšķirība starp siltumvadītspēju un difūziju ir tāda, ka siltumvadītspēja attiecas uz materiāla spēju vadīt siltumu, turpretī termiskā difūzija attiecas uz materiāla siltuma pārneses ātruma mērīšanu no tā karstā gala uz siltumvadītspēju. aukstais gals.
Siltumvadītspēja un siltuma difūzija ir divi termini, kas raksturo siltuma pārnesi caur konkrētu materiālu.
Kas ir siltumvadītspēja?
Siltumvadītspēja ir termins, kas raksturo konkrēta materiāla spēju vadīt siltumu caur sevi. Ir trīs veidi, kā mēs varam apzīmēt šo terminu: k, λ vai κ. Parasti materiālam ar augstu siltumvadītspēju ir augsts siltuma pārneses ātrums. Piemēram, metāliem parasti ir augsta siltumvadītspēja un tie ir ļoti efektīvi siltuma vadīšanā. Tāpat izolācijas materiāliem, piemēram, putupolistirolam, ir zema siltumvadītspēja un zems siltuma pārneses ātrums. Tāpēc mēs varam izmantot materiālus ar augstu siltumvadītspēju siltuma izlietnēs, savukārt mēs varam izmantot materiālus ar zemu siltumvadītspēju siltumizolācijas lietojumos. Turklāt “termiskā pretestība” ir siltumvadītspējas apgrieztā vērtība.
Matemātiski mēs varam izteikt siltumvadītspēju kā q=-k∇T, kur q ir siltuma plūsma, k ir siltumvadītspēja un ∇T ir temperatūras gradients. Mēs to saucam par Furjē siltuma vadīšanas likumu.
Mēs varam definēt siltuma vadītspēju kā enerģijas transportēšanu nejaušas molekulārās kustības dēļ temperatūras gradientā. Tāpēc mēs varam atšķirt šo terminu no enerģijas transportēšanas, izmantojot konvekciju un molekulāro darbu, jo tas neietver nekādas mikroskopiskas plūsmas vai iekšējus spriegumus, kas nodrošina darbu.
Apskatot siltumvadītspējas mērvienības, SI mērvienības ir “vati uz metru-Kelvins” vai W/m. K. Tomēr britu mērvienībās mēs varam izmērīt siltumvadītspēju BTU/(h.ft.°F), kur BTU ir Lielbritānijas siltuma vienība, h ir laiks stundās, pēdas ir attālums pēdās un F ir temperatūra Fārenheitā. Turklāt ir divi galvenie veidi, kā izmērīt materiāla siltumvadītspēju: līdzsvara stāvokļa un pārejas metodes.
Kas ir termiskā difūzija?
Termiskā difūzija ir materiāla siltuma pārneses ātruma mērs no karstā gala uz auksto galu. Tāpēc tā ir materiāla siltumvadītspēja, kas dalīta ar blīvumu un īpatnējo siltumietilpību nemainīgā spiedienā. Šī parametra mērvienība ir m2/s. Tā ir no SI atvasināta vienība. Parasti mēs varam apzīmēt šo terminu kā α. Bet ir arī citi simboli. Termiskās difūzijas matemātiskā izteiksme ir šāda:
α=k/ρcp
Šeit k ir siltumvadītspēja, cp ir īpatnējā siltumietilpība un ρ si blīvums. Tomēr ρcp kopā tiek nosaukts par tilpuma siltuma jaudu.
Visbiežāk termisko difūziju mēra, izmantojot zibspuldzes metodi, kas ietver materiāla parauga lentes vai cilindriskās daļas karsēšanu ar īsu enerģijas impulsu vienā galā un temperatūras izmaiņu analīzi nelielā attālumā.
Kāda ir atšķirība starp siltumvadītspēju un difūziju?
Siltumvadītspēja un siltuma difūzija ir divi termini, kas raksturo siltuma pārnesi caur konkrētu materiālu. Galvenā atšķirība starp siltumvadītspēju un difūziju ir tāda, ka siltumvadītspēja attiecas uz materiāla spēju vadīt siltumu, turpretim termiskā difūzija attiecas uz materiāla siltuma pārneses ātruma mērīšanu no tā karstā gala uz auksto galu.
Zemāk infografikā ir parādītas atšķirības starp siltumvadītspēju un difūziju, lai salīdzinātu to līdzās.
Kopsavilkums - siltumvadītspēja pret difūziju
Siltumvadītspēja un siltuma difūzija ir divi termini, kas raksturo siltuma pārnesi caur konkrētu materiālu. Galvenā atšķirība starp siltumvadītspēju un difūziju ir tāda, ka siltumvadītspēja attiecas uz materiāla spēju vadīt siltumu, turpretī termiskā difūzija attiecas uz materiāla siltuma pārneses ātruma mērīšanu no tā karstā gala uz auksto galu.
