تفاوت اصلی بین هدایت حرارتی و ضریب انتقال حرارت این است که هدایت حرارتی به انتشار مولکولی فضایی گرما در سراسر سیال مربوط می شود، در حالی که ضریب انتقال حرارت یک ثابت تناسب بین گرمای عرضه شده و نیروی محرکه ترمودینامیکی است. جریان گرما در واحد سطح.
رسانایی حرارتی توانایی یک ماده خاص برای هدایت گرما از طریق خود است. ضریب انتقال حرارت، از سوی دیگر، ثابت تناسب بین شار گرما و نیروی محرکه ترمودینامیکی برای جریان گرما است.
رسانایی حرارتی چیست؟
رسانایی حرارتی را می توان به عنوان توانایی یک ماده خاص برای هدایت گرما از طریق خود توصیف کرد. برای نشان دادن این عبارت می توانیم از سه راه استفاده کنیم: k، λ، یا κ. به طور کلی، ماده ای متشکل از رسانایی حرارتی بالا، سرعت بالایی از انتقال حرارت را نشان می دهد. به عنوان مثال، فلزات معمولا رسانایی حرارتی بالایی دارند و در هدایت گرما بسیار کارآمد هستند. در مقابل، مواد عایق مانند استایروفوم رسانایی حرارتی پایینی دارند و سرعت انتقال حرارت پایینی را نشان می دهند. بنابراین می توان از مواد با رسانایی حرارتی بالا در کاربردهای هیت سینک و از مواد با رسانایی حرارتی پایین در کاربردهای عایق حرارتی استفاده کرد. علاوه بر این، "مقاومت حرارتی" متقابل هدایت حرارتی است.
از نظر ریاضی، می توانیم هدایت حرارتی را به صورت q=-k∇T بیان کنیم، که در آن q شار گرما، k هدایت حرارتی و ∇T گرادیان دما است. ما این را "قانون هدایت گرما فوریه" می نامیم.
می توانیم رسانایی گرمایی را به عنوان انتقال انرژی به دلیل حرکت مولکولی تصادفی در یک گرادیان دما تعریف کنیم. ما می‌توانیم این اصطلاح را از انتقال انرژی از طریق همرفت و کار مولکولی متمایز کنیم، زیرا شامل هیچ جریان میکروسکوپی یا تنش‌های داخلی نمی‌شود که کار را انجام دهند.
هنگامی که واحدهای اندازه گیری هدایت حرارتی را در نظر می گیریم، واحدهای SI "وات بر متر-کلوین" یا W/m. K هستند. با این حال، در واحدهای امپریالیستی، می‌توانیم هدایت حرارتی را در BTU/(h.ft.°F) اندازه‌گیری کنیم. BTU یک واحد حرارتی بریتانیایی است که h زمان بر حسب ساعت، ft مسافت بر حسب پا و F دما بر حسب فارنهایت است. علاوه بر این، دو روش اصلی برای اندازه‌گیری هدایت حرارتی یک ماده وجود دارد: روش‌های حالت پایدار و گذرا.
ضریب انتقال حرارت چیست؟
ضریب انتقال حرارت ثابت تناسب بین شار گرما و نیروی محرکه ترمودینامیکی برای جریان گرما است. همچنین به عنوان ضریب فیلم یا اثربخشی فیلم در ترمودینامیک شناخته می شود. معمولاً نرخ انتقال حرارت کلی برای برخی از سیستم ها بر حسب رسانایی کلی یا ضریب انتقال حرارت بیان می شود که با U. نشان داده می شود.
ضریب انتقال حرارت در محاسبه انتقال حرارت از طریق همرفت یا انتقال فاز بین سیال و جامد مفید است. هنگام در نظر گرفتن واحدهای SI، ضریب انتقال حرارت دارای واحدهای W/(m2K) (وات بر متر مربع کلوین) است.
علاوه بر این، ضریب انتقال حرارت را می توان به عنوان متقابل عایق حرارتی توصیف کرد. ما می توانیم از ضریب انتقال حرارت برای مصالح ساختمانی و عایق لباس استفاده کنیم.
تفاوت بین رسانایی حرارتی و ضریب انتقال حرارت چیست؟
هدایت حرارتی و ضریب انتقال حرارت از اصطلاحات مهم در شیمی فیزیک هستند. تفاوت اصلی بین هدایت حرارتی و ضریب انتقال حرارت در این است که هدایت حرارتی به انتشار مولکولی فضایی گرما در سراسر سیال مربوط می شود، در حالی که ضریب انتقال حرارت یک ثابت تناسب بین گرمای عرضه شده و نیروی محرکه ترمودینامیکی جریان گرما از طریق آن است. مساحت واحد.
جدول زیر تفاوت بین هدایت حرارتی و ضریب انتقال حرارت را خلاصه می کند.
خلاصه - رسانایی حرارتی در مقابل ضریب انتقال حرارت
تفاوت اصلی بین هدایت حرارتی و ضریب انتقال حرارت این است که هدایت حرارتی به انتشار مولکولی فضایی گرما در سراسر سیال مربوط می شود، در حالی که ضریب انتقال حرارت یک ثابت تناسب بین گرمای عرضه شده و نیروی محرکه ترمودینامیکی است. جریان گرما در واحد سطح.
