Nøgleforskellen mellem termisk ledningsevne og diffusivitet er, at termisk ledningsevne refererer til et materiales evne til at lede varme, mens termisk diffusivitet refererer til måling af hastigheden af overførsel af varme af et materiale fra dets varme ende til kold ende.
Vermeledningsevne og termisk diffusivitet er to udtryk, der beskriver varmeoverførslen gennem et bestemt materiale.
Hvad er termisk ledningsevne?
Termisk ledningsevne er et udtryk, der beskriver et bestemt materiales evne til at lede varme gennem sig selv. Der er tre måder, hvorpå vi kan betegne dette udtryk: k, λ eller κ. Typisk viser et materiale med en høj varmeledningsevne en høj varmeoverførselshastighed. For eksempel har metaller norm alt høj varmeledningsevne og er meget effektive til at lede varme. Tilsvarende har isoleringsmaterialer som Styrofoam lav varmeledningsevne og viser en lav varmeoverførselshastighed. Derfor kan vi bruge materialer med høj varmeledningsevne i kølepladeapplikationer, mens vi kan bruge materialer med lav varmeledningsevne i varmeisoleringsapplikationer. Desuden er "termisk resistivitet" det gensidige af termisk ledningsevne.
Matematisk kan vi udtrykke termisk ledningsevne som q=-k∇T, hvor q er varmefluxen, k er termisk ledningsevne og ∇T er temperaturgradienten. Vi kalder dette "Fouriers lov om varmeledning".
Vi kan definere termisk ledning som transport af energi på grund af tilfældig molekylær bevægelse over en temperaturgradient. Derfor kan vi skelne dette udtryk fra energitransport gennem konvektion og molekylært arbejde, fordi det ikke involverer mikroskopiske strømme eller interne spændinger, der er arbejdsudførende.
Når man overvejer måleenhederne for termisk ledningsevne, er SI-enhederne "Watt pr. meter-Kelvin" eller W/m. K. Men i imperialistiske enheder kan vi måle termisk ledningsevne i BTU/(h.ft.°F), hvor BTU er britisk termisk enhed, h er tid i timer, ft er afstanden i fod, og F er temperaturen i Fahrenheit. Desuden er der to hovedmåder til at måle et materiales termiske ledningsevne: steady-state og transiente metoder.
Hvad er termisk diffusivitet?
Termisk diffusivitet er et mål for hastigheden af varmeoverførsel af et materiale fra den varme ende til den kolde ende. Derfor er det den termiske ledningsevne af et materiale divideret med densitet og specifik varmekapacitet ved et konstant tryk. Måleenheden for denne parameter er m2/s. Det er en SI-afledt enhed. Norm alt kan vi betegne dette udtryk som α. Men der er også andre symboler. Det matematiske udtryk for termisk diffusivitet er som følger:
α=k/ρcp
Her er k den termiske ledningsevne, cp er specifik varmekapacitet, og ρ si massefylden. Dog er ρcp sammen navngivet som volumetrisk varmekapacitet.
Oftest måles termisk diffusivitet ved hjælp af flashmetoden, som involverer opvarmning af en strimmel eller en cylindrisk del af en materialeprøve med en kort energipuls i den ene ende og analyse af temperaturændringen et kort stykke væk.
Hvad er forskellen mellem termisk ledningsevne og diffusivitet?
Termisk ledningsevne og termisk diffusivitet er to udtryk, der beskriver varmeoverførslen gennem et bestemt materiale. Den vigtigste forskel mellem termisk ledningsevne og diffusivitet er, at termisk ledningsevne refererer til et materiales evne til at lede varme, mens termisk diffusivitet refererer til måling af varmeoverførselshastigheden for et materiale fra dets varme ende til den kolde ende.
Infografikken nedenfor viser forskellene mellem termisk ledningsevne og diffusivitet til sammenligning side om side.
Opsummering – Termisk ledningsevne vs diffusivitet
Termisk ledningsevne og termisk diffusivitet er to udtryk, der beskriver varmeoverførsel gennem et bestemt materiale. Den vigtigste forskel mellem termisk ledningsevne og diffusivitet er, at termisk ledningsevne refererer til et materiales evne til at lede varme, mens termisk diffusivitet refererer til måling af hastigheden for overførsel af varme fra et materiale fra dets varme ende til den kolde ende.
