Avainero lämmönjohtavuuden ja lämmönsiirtokertoimen välillä on se, että lämmönjohtavuus liittyy lämmön spatiaaliseen molekyylidiffundoitumiseen nesteessä, kun taas lämmönsiirtokerroin on syötetyn lämmön ja termodynaamisen käyttövoiman välinen suhteellisuusvakio lämpövirtauksen pinta-alayksikön läpi.
Lämmönjohtavuus on tietyn materiaalin kyky johtaa lämpöä itsensä läpi. Lämmönsiirtokerroin taas on suhteellisuusvakio lämpövirran ja lämmön virtauksen termodynaamisen käyttövoiman välillä.
Mikä on lämmönjohtavuus?
Lämmönjohtavuutta voidaan kuvata tietyn materiaalin kyvyksi johtaa lämpöä itsensä läpi. Voimme käyttää kolmea tapaa merkitä tämä termi: k, λ tai κ. Yleensä materiaalilla, joka koostuu korkeasta lämmönjohtavuudesta, on korkea lämmönsiirtonopeus. Esimerkiksi metalleilla on yleensä korkea lämmönjohtavuus ja ne johtavat erittäin tehokkaasti lämpöä. Sitä vastoin eristysmateriaaleilla, kuten styroksilla, on alhainen lämmönjohtavuus ja niiden lämmönsiirtonopeus on alhainen. Siksi voimme käyttää materiaaleja, joilla on korkea lämmönjohtavuus jäähdytyslevysovelluksissa ja materiaaleja, joiden lämmönjohtavuus on alhainen lämmöneristyssovelluksissa. Lisäksi "lämpövastus" on lämmönjohtavuuden käänteisluku.
Matemaattisesti voimme ilmaista lämmönjohtavuuden muodossa q=-k∇T, missä q on lämpövirta, k on lämmönjohtavuus ja ∇T on lämpötilagradientti. Kutsumme tätä "lämmönjohtavuuden Fourierin laiksi".
Voimme määritellä lämmönjohtavuuden energian kuljetukseksi, joka johtuu satunnaisesta molekyyliliikkeestä lämpötilagradientin poikki. Voimme erottaa tämän termin energiansiirrosta konvektion ja molekyylityön kautta, koska siihen ei liity mikroskooppisia virtauksia tai sisäisiä jännityksiä, jotka ovat työn kann alta tehokkaita.
Kun harkitaan lämmönjohtavuuden mittayksiköitä, SI-yksiköt ovat "Watts per meter-Kelvin" tai W/m. K. Imperial yksiköissä voimme kuitenkin mitata lämmönjohtavuuden BTU/(h.ft.°F). BTU on brittiläinen lämpöyksikkö, jossa h on aika tunteina, ft on etäisyys jalkana ja F on lämpötila Fahrenheitina. Lisäksi on olemassa kaksi päätapaa mitata materiaalin lämmönjohtavuutta: vakaan tilan ja transienttimenetelmät.
Mikä on lämmönsiirtokerroin?
Lämmönsiirtokerroin on suhteellisuusvakio lämpövuon ja lämpövirran termodynaamisen käyttövoiman välillä. Termodynamiikassa se tunnetaan myös kalvokertoimena tai kalvon tehokkuutena. Yleensä joidenkin järjestelmien yleinen lämmönsiirtonopeus ilmaistaan kokonaiskonduktanssina tai lämmönsiirtokertoimena, jota merkitään U.
Lämmönsiirtokerroin on hyödyllinen laskettaessa lämmönsiirtoa konvektiolla tai faasimuutoksella nesteen ja kiinteän aineen välillä. Kun otetaan huomioon SI-yksiköt, lämmönsiirtokertoimella on yksiköt W/(m2K) (wattia kelviniä kohti).
Lisäksi lämmönsiirtokerrointa voidaan kuvata lämpöeristyksen käänteislukuna. Voimme käyttää lämmönsiirtokerrointa rakennusmateriaaleihin ja vaatteiden eristämiseen.
Mitä eroa on lämmönjohtavuudella ja lämmönsiirtokertoimella?
Lämmönjohtavuus ja lämmönsiirtokerroin ovat tärkeitä termejä fysikaalisessa kemiassa. avainero lämmönjohtavuuden ja lämmönsiirtokertoimen välillä on se, että lämmönjohtavuus liittyy lämmön spatiaaliseen molekyylidiffundoitumiseen nesteen läpi, kun taas lämmönsiirtokerroin on syötetyn lämmön ja läpi virtaavan lämmön termodynaamisen käyttövoiman välinen suhteellisuusvakio. yksikköpinta-ala.
Seuraavassa taulukossa on yhteenveto lämmönjohtavuuden ja lämmönsiirtokertoimen eroista.
Yhteenveto – Lämmönjohtavuus vs. lämmönsiirtokerroin
Avainero lämmönjohtavuuden ja lämmönsiirtokertoimen välillä on se, että lämmönjohtavuus liittyy lämmön spatiaaliseen molekyylidiffundoitumiseen nesteessä, kun taas lämmönsiirtokerroin on syötetyn lämmön ja termodynaamisen käyttövoiman välinen suhteellisuusvakio lämpövirtauksen pinta-alayksikön läpi.
