Nyckelskillnaden mellan termisk ledningsförmåga och diffusivitet är att termisk ledningsförmåga avser förmågan hos ett material att leda värme medan termisk diffusivitet avser mätning av hastigheten för värmeöverföring av ett material från dess varma ände till kallt slut.
Värmeledningsförmåga och termisk diffusivitet är två termer som beskriver värmeöverföringen genom ett visst material.
Vad är värmeledningsförmåga?
Värmeledningsförmåga är en term som beskriver förmågan hos ett visst material att leda värme genom sig själv. Det finns tre sätt att beteckna denna term: k, λ eller κ. Typiskt visar ett material med hög värmeledningsförmåga en hög värmeöverföringshastighet. Till exempel har metaller vanligtvis hög värmeledningsförmåga och är mycket effektiva för att leda värme. På liknande sätt har isoleringsmaterial som frigolit låg värmeledningsförmåga och uppvisar låg värmeöverföringshastighet. Därför kan vi använda material med hög värmeledningsförmåga i kylflänsapplikationer medan vi kan använda material med låg värmeledningsförmåga i värmeisoleringsapplikationer. Dessutom är "termisk resistivitet" den ömsesidiga värmeledningsförmågan.
Matematiskt kan vi uttrycka värmeledningsförmågan som q=-k∇T, där q är värmeflödet, k är värmeledningsförmågan och ∇T är temperaturgradienten. Vi kallar detta "Fouriers lag om värmeledning".
Vi kan definiera värmeledning som transport av energi på grund av slumpmässig molekylär rörelse över en temperaturgradient. Därför kan vi skilja denna term från energitransport genom konvektion och molekylärt arbete eftersom det inte involverar några mikroskopiska flöden eller inre spänningar som är arbetspresterande.
När man överväger måttenheterna för värmeledningsförmåga, är SI-enheterna "Watt per meter-Kelvin" eller W/m. K. Men i imperialistiska enheter kan vi mäta värmeledningsförmåga i BTU/(h.ft.°F) där BTU är brittisk värmeenhet, h är tid i timmar, ft är avståndet i fot och F är temperaturen i Fahrenheit. Dessutom finns det två huvudsakliga sätt att mäta ett materials värmeledningsförmåga: stationära och transienta metoder.
Vad är termisk diffusivitet?
Termisk diffusivitet är måttet på värmeöverföringshastigheten för ett material från den varma änden till den kalla änden. Därför är det värmeledningsförmågan hos ett material dividerat med densitet och specifik värmekapacitet vid ett konstant tryck. Måttenheten för denna parameter är m2/s. Det är en SI-härledd enhet. Vanligtvis kan vi beteckna denna term som α. Men det finns andra symboler också. Det matematiska uttrycket för termisk diffusivitet är som följer:
α=k/ρcp
Här är k värmeledningsförmågan, cp är specifik värmekapacitet och ρ si densiteten. Däremot kallas ρcp tillsammans som volymetrisk värmekapacitet.
Oftast mäts termisk diffusivitet med hjälp av blixtmetoden, som innebär att en remsa eller en cylindrisk del av ett materialprov värms upp med en kort energipuls i ena änden och att temperaturförändringen analyseras en bit bort.
Vad är skillnaden mellan termisk ledningsförmåga och diffusivitet?
Värmeledningsförmåga och termisk diffusivitet är två termer som beskriver värmeöverföringen genom ett visst material. Den viktigaste skillnaden mellan termisk ledningsförmåga och diffusivitet är att termisk ledningsförmåga hänvisar till förmågan hos ett material att leda värme medan termisk diffusivitet hänvisar till mätningen av överföringshastigheten för värme för ett material från dess varma ände till den kalla änden.
Infografiken nedan visar skillnaderna mellan värmeledningsförmåga och diffusivitet för jämförelse sida vid sida.
Sammanfattning – Termisk konduktivitet vs diffusivitet
Värmeledningsförmåga och termisk diffusivitet är två termer som beskriver värmeöverföring genom ett visst material. Den viktigaste skillnaden mellan termisk ledningsförmåga och diffusivitet är att termisk ledningsförmåga hänvisar till förmågan hos ett material att leda värme medan termisk diffusivitet hänvisar till mätningen av hastigheten för värmeöverföring av ett material från dess varma ände till den kalla änden.
