熱導率和擴散率之間的關鍵區別在於,熱導率是指材料導熱的能力,而熱擴散率是指測量材料從熱端到冷端的熱傳遞速率。
導熱係數和熱擴散係數是描述特定材料傳熱的兩個術語。
目錄
1. 概述和主要區別
2. 什麼是導熱係數
3. 什麼是熱擴散率
4. 並排比較-表格形式的熱導率與擴散率
5. 摘要
什麼是導熱係數(thermal conductivity)?
熱導率是一個術語,它描述了一種特殊材料通過自身導熱的能力。我們可以用三種方法來表示這個術語:k,λ或κ。典型地,具有高導熱性的材料顯示出高傳熱速率。例如,金屬通常具有很高的導熱性,並且導熱效率很高。類似地,諸如聚苯乙烯泡沫塑料之類的絕緣材料具有低導熱性並且顯示出低傳熱速率。因此,我們可以在散熱器應用中使用高導熱率的材料,而在隔熱應用中使用低導熱率的材料。此外,“熱阻率”是熱導率的倒數。
在數學上,我們可以把熱導率表示為q=-k∇T,其中q是熱流,k是熱導率,∇T是溫度梯度。我們稱之為“熱傳導的傅里葉定律”。
我們可以將熱傳導定義為由於分子在溫度梯度上的隨機運動而產生的能量傳輸。因此,我們可以將這一術語與通過對流和分子做功的能量傳輸區分開來,因為它不涉及任何微觀流動或內部應力。
當考慮熱導率的測量單位時,國際單位制單位是“瓦特/米開爾文”或W/m.K。但是,我們可以用英制單位測量熱導率,單位是BTU/(h.ft.°F),其中BTU是英制熱單位,h是時間(小時),ft是距離(英尺),F是溫度(華氏度)。此外,測量材料熱導率的方法主要有兩種:穩態法和瞬態法。
什麼是熱擴散率(thermal diffusivity)?
熱擴散率是衡量一種材料從熱端到冷端的熱傳遞率。因此,它是材料的熱導率除以密度和恆壓下的比熱容。此參數的測量單位為m2/s。它是國際單位制衍生單位。通常,我們可以把這個術語表示為α。但也有其他的符號。熱擴散率的數學表達式如下:
α=k/ρcp
這裡,k是熱導率,cp是比熱容,ρsi是密度。然而,ρcp統稱為體積熱容。
大多數情況下,熱擴散率是用閃光法測量的,閃光法包括在一端用短能量脈衝加熱材料樣品的板條或圓柱形部分,並在短距離內分析溫度變化。
導熱係數(thermal conductivity)和擴散率(diffusivity)的區別
導熱係數和熱擴散係數是描述特定材料傳熱的兩個術語。熱導率和擴散率之間的關鍵區別在於,熱導率是指材料導熱的能力,而熱擴散率是指測量材料從熱端到冷端的熱傳遞速率。
下面的信息圖表列出了熱導率和擴散率之間的差異,以便進行並列比較。
總結 - 導熱係數(thermal conductivity) vs. 擴散率(diffusivity)
熱導率和熱擴散率是描述通過特定材料傳熱的兩個術語。熱導率和擴散率之間的關鍵區別在於,熱導率是指材料導熱的能力,而熱擴散率是指測量材料從熱端到冷端的熱傳遞速率。
引用
1“熱擴散性”-概述|科學直接主題,可在這裡獲得。