La diferència clau entre la conductivitat tèrmica i el coeficient de transferència de calor és que la conductivitat tèrmica està relacionada amb la difusió molecular espacial de la calor per tot el fluid, mentre que el coeficient de transferència de calor és una constant de proporcionalitat entre la calor subministrada i la força motriu termodinàmica. del flux de calor a través de l'àrea de la unitat.
La conductivitat tèrmica és la capacitat d'un material determinat per conduir la calor a través d'ell mateix. El coeficient de transferència de calor, en canvi, és la constant de proporcionalitat entre el flux de calor i la força motriu termodinàmica del flux de calor.
Què és la conductivitat tèrmica?
La conductivitat tèrmica es pot descriure com la capacitat d'un material determinat per conduir la calor per si mateix. Podem utilitzar tres maneres de designar aquest terme: k, λ o κ. En general, un material que consisteix en una alta conductivitat tèrmica mostra una alta velocitat de transferència de calor. Per exemple, els metalls solen tenir una alta conductivitat tèrmica i són molt eficients per conduir la calor. En canvi, els materials aïllants com el poliestirè tenen una conductivitat tèrmica baixa i mostren una baixa taxa de transferència de calor. Per tant, podem utilitzar materials amb alta conductivitat tèrmica en aplicacions de dissipador de calor i materials amb baixa conductivitat tèrmica en aplicacions d'aïllament tèrmic. A més, la "resistivitat tèrmica" és el recíproc de la conductivitat tèrmica.
Matemàticament, podem expressar la conductivitat tèrmica com q=-k∇T, on q és el flux de calor, k és la conductivitat tèrmica i ∇T és el gradient de temperatura. A això anomenem "llei de Fourier de la conducció de calor".
Podem definir la conducció tèrmica com el transport d'energia degut al moviment molecular aleatori a través d'un gradient de temperatura. Podem distingir aquest terme del transport d'energia mitjançant la convecció i el treball molecular perquè no implica cap flux microscòpic ni esforços interns que facin un treball.
Quan es consideren les unitats de mesura de la conductivitat tèrmica, les unitats SI són "Watts per metre-Kelvin" o W/m. K. Tanmateix, en unitats imperials, podem mesurar la conductivitat tèrmica en BTU/(h.ft.°F). BTU és una unitat tèrmica britànica, on h és el temps en hores, ft és la distància en peu i F és la temperatura en Fahrenheit. A més, hi ha dues maneres principals de mesurar la conductivitat tèrmica d'un material: mètodes en estat estacionari i mètodes transitoris.
Què és el coeficient de transferència de calor?
El coeficient de transferència de calor és la constant de proporcionalitat entre el flux de calor i la força motriu termodinàmica del flux de calor. També es coneix com a coeficient de pel·lícula o eficàcia de la pel·lícula en termodinàmica. Normalment, la taxa de transferència de calor global d'alguns sistemes s'expressa en termes de conductància global o coeficient de transferència de calor, que es denota amb U.
El coeficient de transferència de calor és útil per calcular la transferència de calor per convecció o transició de fase entre un fluid i un sòlid. Quan es consideren les unitats SI, el coeficient de transferència de calor té les unitats W/(m2K) (watts per metre quadrat Kelvin).
A més, el coeficient de transferència de calor es pot descriure com el recíproc de l'aïllament tèrmic. Podem utilitzar el coeficient de transferència de calor per als materials de construcció i per a l'aïllament de la roba.
Quina diferència hi ha entre la conductivitat tèrmica i el coeficient de transferència de calor?
La conductivitat tèrmica i el coeficient de transferència de calor són termes importants en química física. La diferència clau entre la conductivitat tèrmica i el coeficient de transferència de calor és que la conductivitat tèrmica està relacionada amb la difusió molecular espacial de la calor al llarg del fluid, mentre que el coeficient de transferència de calor és una constant de proporcionalitat entre la calor subministrada i la força motriu termodinàmica del flux de calor a través del fluid. unitat d'àrea.
La taula següent resumeix la diferència entre la conductivitat tèrmica i el coeficient de transferència de calor.
Resum: conductivitat tèrmica vs coeficient de transferència de calor
La diferència clau entre la conductivitat tèrmica i el coeficient de transferència de calor és que la conductivitat tèrmica està relacionada amb la difusió molecular espacial de la calor per tot el fluid, mentre que el coeficient de transferència de calor és una constant de proporcionalitat entre la calor subministrada i la força motriu termodinàmica. del flux de calor a través de l'àrea de la unitat.
