ההבדל העיקרי בין מוליכות תרמית לדיפוסיביות הוא שמוליכות תרמית מתייחסת ליכולת של חומר להוליך חום ואילו דיפוזיה תרמית מתייחסת למדידת קצב העברת החום של חומר מהקצה החם שלו אל הקצה החם שלו. סוף קר.
מוליכות תרמית ודיפוזיה תרמית הם שני מונחים המתארים את העברת החום דרך חומר מסוים.
מהי מוליכות תרמית?
מוליכות תרמית הוא מונח המתאר את היכולת של חומר מסוים להוליך חום דרך עצמו. ישנן שלוש דרכים בהן נוכל לסמן את המונח הזה: k, λ או κ.בדרך כלל, חומר בעל מוליכות תרמית גבוהה מציג קצב העברת חום גבוה. לדוגמה, מתכות בדרך כלל בעלות מוליכות תרמית גבוהה והן יעילות מאוד בהולכת חום. באופן דומה, לחומרים מבודדים כמו קלקר יש מוליכות תרמית נמוכה ומציגים קצב העברת חום נמוך. לכן, אנו יכולים להשתמש בחומרים בעלי מוליכות תרמית גבוהה ביישומי גוף קירור בעוד אנו יכולים להשתמש בחומרים בעלי מוליכות תרמית נמוכה ביישומי בידוד תרמי. יתר על כן, "התנגדות תרמית" היא ההדדיות של מוליכות תרמית.
באופן מתמטי, אנו יכולים לבטא מוליכות תרמית כ-q=-k∇T, כאשר q הוא שטף החום, k הוא המוליכות התרמית ו-∇T הוא שיפוע הטמפרטורה. אנו קוראים לזה "חוק הולכת החום של הפורייה".
אנו יכולים להגדיר הולכה תרמית כהובלה של אנרגיה עקב תנועה מולקולרית אקראית על פני שיפוע טמפרטורה. לכן, אנו יכולים להבחין במונח זה מהובלת אנרגיה באמצעות הסעה ועבודה מולקולרית מכיוון שהוא אינו כרוך בזרימות מיקרוסקופיות או מתחים פנימיים שמבצעים עבודה.
כאשר בוחנים את יחידות המדידה עבור מוליכות תרמית, יחידות ה-SI הן "וואט למטר-קלווין" או W/m. K. עם זאת, ביחידות אימפריאליות, אנו יכולים למדוד מוליכות תרמית ב-BTU/(h.ft.°F) כאשר BTU היא יחידה תרמית בריטית, h היא זמן בשעות, ft היא המרחק ברגל, ו-F היא הטמפרטורה בפרנהייט. יתר על כן, ישנן שתי דרכים עיקריות למדידת מוליכות תרמית של חומר: מצב יציב ושיטות חולפות.
מהי פיזור תרמית?
דיפוזיה תרמית היא המדד לקצב העברת החום של חומר מהקצה החם לקצה הקר.לכן, זוהי מוליכות תרמית של חומר חלקי צפיפות וקיבולת חום ספציפית בלחץ קבוע. יחידת המידה עבור פרמטר זה היא m2/s. זוהי יחידה הנגזרת מ-SI. בדרך כלל, אנו יכולים לסמן את המונח הזה כ-α. אבל יש גם סמלים אחרים. הביטוי המתמטי של דיפוזטיביות תרמית הוא כדלקמן:
α=k/ρcp
כאן, k היא המוליכות התרמית, cp הוא קיבולת חום ספציפית, ו-ρ si הצפיפות. עם זאת, ρcp יחד נקראת קיבולת חום נפח.
לרוב, הדיפוזיות התרמית נמדדת בשיטת הבזק, הכוללת חימום של רצועה או חלק גלילי של דגימת חומר עם דופק אנרגיה קצר בקצה אחד וניתוח שינוי הטמפרטורה במרחק קצר משם.
מה ההבדל בין מוליכות תרמית לפיזור?
מוליכות תרמית ודיפוזיה תרמית הם שני מונחים המתארים את העברת החום דרך חומר מסוים.ההבדל העיקרי בין מוליכות תרמית לדיפוסיביות הוא שמוליכות תרמית מתייחסת ליכולת של חומר להוליך חום ואילו דיפוזיה תרמית מתייחסת למדידת קצב העברת החום של חומר מהקצה החם שלו לקצה הקר.
להלן אינפוגרפיקה מציגה טבלאות של ההבדלים בין מוליכות תרמית ודיפוזיה לצורך השוואה זו לצד זו.
סיכום – מוליכות תרמית לעומת פיזור
מוליכות תרמית ודיפוזיה תרמית הם שני מונחים המתארים העברת חום דרך חומר מסוים. ההבדל העיקרי בין מוליכות תרמית לדיפוסיביות הוא שמוליכות תרמית מתייחסת ליכולת של חומר להוליך חום ואילו דיפוזיה תרמית מתייחסת למדידת קצב העברת החום של חומר מהקצה החם שלו לקצה הקר.
