Ключевое различие между теплопроводностью и диффузионностью заключается в том, что теплопроводность относится к способности материала проводить тепло, тогда как температуропроводность относится к измерению скорости передачи тепла материала от его горячего конца к холодный конец.
Теплопроводность и температуропроводность - это два термина, которые описывают передачу тепла через конкретный материал.
Что такое теплопроводность?
Теплопроводность - это термин, описывающий способность конкретного материала проводить через себя тепло. Есть три способа, которыми мы можем обозначить этот термин: k, λ или κ. Как правило, материал, обладающий высокой теплопроводностью, демонстрирует высокую скорость теплопередачи. Например, металлы обычно обладают высокой теплопроводностью и очень эффективно проводят тепло. Точно так же изоляционные материалы, такие как пенополистирол, имеют низкую теплопроводность и низкую скорость теплопередачи. Таким образом, мы можем использовать материалы с высокой теплопроводностью в теплоотводах, а материалы с низкой теплопроводностью - в теплоизоляции. Более того, «удельное тепловое сопротивление» является обратной величиной теплопроводности.
Математически теплопроводность можно выразить как q=-k∇T, где q - тепловой поток, k - теплопроводность, а ∇T - градиент температуры. Мы называем это «законом теплопроводности Фурье».
Мы можем определить теплопроводность как перенос энергии из-за случайного молекулярного движения через температурный градиент. Следовательно, мы можем отличить этот термин от переноса энергии посредством конвекции и молекулярной работы, потому что он не связан с какими-либо микроскопическими потоками или внутренними напряжениями, выполняющими работу.
При рассмотрении единиц измерения теплопроводности единицами СИ являются «Ватт на метр-Кельвин» или Вт/м·К. Однако в имперских единицах мы можем измерять теплопроводность в BTU/(h.ft.°F), где BTU - британская тепловая единица, h - время в часах, ft - расстояние в футах, а F - температура в градусах Фаренгейта. Кроме того, существует два основных способа измерения теплопроводности материала: стационарный и переходный методы.
Что такое температуропроводность?
Температуропроводность является мерой скорости теплопередачи материала от горячего конца к холодному концу. Следовательно, это теплопроводность материала, деленная на плотность и удельную теплоемкость при постоянном давлении. Единицей измерения этого параметра является м2/с. Это производная единица СИ. Обычно мы можем обозначать этот термин как α. Но есть и другие символы. Математическое выражение коэффициента температуропроводности выглядит следующим образом:
α=k/ρcp
Здесь k – теплопроводность, cp – удельная теплоемкость, ρ si – плотность. Однако ρcp вместе называется объемной теплоемкостью.
Чаще всего для измерения температуропроводности используется флэш-метод, который заключается в нагреве полоски или цилиндрической части образца материала коротким импульсом энергии на одном конце и анализе изменения температуры на небольшом расстоянии.
В чем разница между теплопроводностью и диффузионной способностью?
Теплопроводность и температуропроводность - это два термина, которые описывают передачу тепла через конкретный материал. Ключевое различие между теплопроводностью и диффузионной способностью заключается в том, что теплопроводность относится к способности материала проводить тепло, тогда как температуропроводность относится к измерению скорости передачи тепла материала от его горячего конца к холодному концу.
Ниже в инфографике приведены различия между теплопроводностью и диффузионной способностью для параллельного сравнения.
Резюме – теплопроводность и диффузионная способность
Теплопроводность и температуропроводность - это два термина, которые описывают передачу тепла через конкретный материал. Ключевое различие между теплопроводностью и диффузионной способностью заключается в том, что теплопроводность относится к способности материала проводить тепло, тогда как температуропроводность относится к измерению скорости передачи тепла материала от его горячего конца к холодному концу.
