Nøkkelforskjellen mellom termisk ledningsevne og diffusivitet er at termisk ledningsevne refererer til evnen til et materiale til å lede varme, mens termisk diffusivitet refererer til måling av overføringshastigheten av varme til et materiale fra dets varme ende til kald slutt.
Vermeledningsevne og termisk diffusivitet er to begreper som beskriver varmeoverføringen gjennom et bestemt materiale.
Hva er termisk ledningsevne?
Vermeledningsevne er et begrep som beskriver evnen til et bestemt materiale til å lede varme gjennom seg selv. Det er tre måter vi kan betegne dette begrepet på: k, λ eller κ. Typisk viser et materiale med høy varmeledningsevne en høy varmeoverføringshastighet. For eksempel har metaller vanligvis høy varmeledningsevne og er svært effektive til å lede varme. På samme måte har isolasjonsmaterialer som isopor lav varmeledningsevne og viser lav varmeoverføringshastighet. Derfor kan vi bruke materialer med høy varmeledningsevne i varmeavlederapplikasjoner mens vi kan bruke materialer med lav varmeledningsevne i varmeisolasjonsapplikasjoner. Dessuten er "termisk resistivitet" det gjensidige av termisk ledningsevne.
Matematisk kan vi uttrykke termisk ledningsevne som q=-k∇T, hvor q er varmefluksen, k er termisk ledningsevne og ∇T er temperaturgradienten. Vi kaller dette "Fouriers lov om varmeledning".
Vi kan definere termisk ledning som transport av energi på grunn av tilfeldig molekylær bevegelse over en temperaturgradient. Derfor kan vi skille dette begrepet fra energitransport gjennom konveksjon og molekylært arbeid fordi det ikke involverer noen mikroskopiske strømninger eller indre spenninger som er arbeidsutførende.
Når man vurderer måleenhetene for termisk konduktivitet, er SI-enhetene "Watt per meter-Kelvin" eller W/m. K. Men i imperiale enheter kan vi måle termisk ledningsevne i BTU/(h.ft.°F) der BTU er britisk termisk enhet, h er tid i timer, ft er avstanden i fot og F er temperaturen i Fahrenheit. Videre er det to hovedmåter for å måle den termiske ledningsevnen til et materiale: steady-state og transiente metoder.
Hva er termisk diffusivitet?
Termisk diffusivitet er et mål på hastigheten på varmeoverføringen til et materiale fra den varme enden til den kalde enden. Derfor er det den termiske ledningsevnen til et materiale delt på tetthet og spesifikk varmekapasitet ved et konstant trykk. Måleenheten for denne parameteren er m2/s. Det er en SI-avledet enhet. Vanligvis kan vi betegne dette begrepet som α. Men det er andre symboler også. Det matematiske uttrykket for termisk diffusivitet er som følger:
α=k/ρcp
Her er k den termiske ledningsevnen, cp er spesifikk varmekapasitet, og ρ si tettheten. Imidlertid er ρcp sammen navngitt som volumetrisk varmekapasitet.
Oftest måles termisk diffusivitet ved bruk av flash-metoden, som innebærer oppvarming av en stripe eller en sylindrisk del av en materialprøve med en kort energipuls i den ene enden og analysering av temperaturendringen et stykke unna.
Hva er forskjellen mellom termisk konduktivitet og diffusivitet?
Vermeledningsevne og termisk diffusivitet er to begreper som beskriver varmeoverføringen gjennom et bestemt materiale. Den viktigste forskjellen mellom termisk ledningsevne og diffusivitet er at termisk ledningsevne refererer til evnen til et materiale til å lede varme, mens termisk diffusivitet refererer til måling av overføringshastigheten av varme til et materiale fra den varme enden til den kalde enden.
Infografikk nedenfor viser forskjellene mellom termisk ledningsevne og diffusivitet for side ved side-sammenligning.
Sammendrag – Termisk konduktivitet vs diffusivitet
Vermeledningsevne og termisk diffusivitet er to begreper som beskriver varmeoverføring gjennom et bestemt materiale. Den viktigste forskjellen mellom termisk ledningsevne og diffusivitet er at termisk ledningsevne refererer til evnen til et materiale til å lede varme, mens termisk diffusivitet refererer til måling av overføringshastigheten av varme til et materiale fra den varme enden til den kalde enden.
