Termisk diffusivitet

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 2 december 2021; kontroller kräver 2 redigeringar .

Termisk diffusivitet (termisk diffusivitet) är en fysisk kraft som kännetecknar jämförelsehastigheten (utjämning) av temperaturen hos ett ämne i termiska processer som inte är i jämvikt. Numeriskt lika med förhållandet mellan värmeledningsförmåga och specifik värmekapacitet vid konstant tryck .

I SI mäts det i m²/s.

Betecknas vanligtvis med en grekisk bokstav : $\alfa$

\alpha ={\frac {\varkappa }{c_{p}\rho )),

var är den termiska diffusiviteten;

\alfa

\varkappa

- värmeledningsförmåga ;

c_p

är isobar specifik värme ;

\rho

- densitet .

Termisk diffusivitet ingår som en koefficient i differentialekvationen för utbredning av värme i kroppar:

{\frac {\partial T}{\partial t))-\alpha \nabla ^{2}T=f(\mathbf {r} ,\ t),

$f(\mathbf {r} ,\ t)$ är en funktion av värmekällor, eller samma ekvation skriven i kartesiska koordinater :

{\frac {\partial T}{\partial t))-\alpha \left({\frac {\partial ^{2}T}{\partial x^{2))}+{\frac { \partial ^{2}T}{\partial y^{2}}}+{\frac {\partial ^{2}T}{\partial z^{2}}}\right)=f(x,\ y,\z,\t).

Termisk diffusivitet och värmeledningsförmåga är två av de viktigaste parametrarna för ämnen och material, eftersom de beskriver processerna för värmeöverföring och temperaturförändringar i dem.

Värdet på den termiska diffusiviteten beror på ämnets natur. Vätskor och gaser har relativt låg termisk diffusivitet. Metaller har å andra sidan en högre termisk diffusivitetskoefficient.

Termisk diffusivitet för vissa ämnen och material

Material	Termisk diffusivitet (m²/s)
Luft (300K)	1,9 × 10 −5
Al-10Si-Mn-Mg (Silafont 36) vid 20°C	74,2 × 10 −6
Al-5Mg-2Si-Mn (Magsimal-59) vid 20°C	44,0 × 10 −6
Etanol	7 × 10 −8
Aluminium	8,418 × 10 −5
Aluminiumoxid	1,20 × 10 −5
Aluminiumlegering 6061-T6	6,4 × 10 −5
Argon (23°С, 1 atm)	2,2×10 −5
adobe tegelsten	2,7 × 10 −7
Keramiskt tegel	5,2 × 10 −7
Kol ( komposit ) (25 °C)	2,165 × 10 −4
Koppar (25°C)	1,11 × 10 −4
Fönsterglas _	3,4 × 10 −7
Guld	1,27 × 10 −4
Helium (23°C, 100 kPa)	1,9×10 −4
Väte (23°С, 100 kPa)	1,6×10 −4
Inconel 600 (25°C)	3,428 × 10 −6
Järn	2,3 × 10 −5
Molybden (99,95%) (25°C)	54,3 × 10 −6
Kväve (23°C, 100 kPa)	2,2×10 −5
Nylon	9 × 10 −8
Motorolja (100 °C)	7,38× 10−8
Paraffin (25 °C)	0,081 × 10 -6
Polykarbonat (25°C)	0,144 × 10 −6
Polypropen (25°C)	0,096 × 10-6
PTFE ( fluoroplast ) (25 °C)	0,124 × 10 −6
PVC ( polyvinylklorid )	8 × 10 −8
Pyrolytisk grafit , vinkelrätt mot lagren	3,6 × 10 −6
Pyrolytisk grafit , parallellt med lagren	1,22 × 10 −3
Kvarts	1,4 × 10 −6
Sudd	0,89 - 1,3 × 10 -7
Sandsten	1,12-1,19 × 10 −6
Si3N4 ( kiselnitrid ) ( 26 °C)	9,142 × 10 −6
Si 3 N 4 med kolnanorör (26 °C)	8,605 × 10 −6
Kisel	8,8 × 10 −5
Kiseldioxid ( kvarts )	8,3 × 10 −7
Silver (99,9 %)	1,6563 × 10 −4
Stål , 1% kol	1,172 × 10 −5
Rostfritt stål 304A (27°C)	4,2 × 10 −6
Rostfritt stål 310 (25°C)	3,352 × 10 −6
Tenn	4,0 × 10 −5
Vatten (25°C)	0,143 × 10 −6
Vattenånga (1 atm, 400 K)	2,338 × 10 −5
Träd (furu)	8,2 × 10 −8

Litteratur

Isachenko V. P., Osipova V. A., Sukomel A. S. Värmeöverföring. M.: Energi 1969

Sivukhin DV Termodynamik och molekylär fysik (Allmän kurs i fysik; Volym II ). Moskva: Nauka, 1990.

Länkar

Termisk diffusivitet, specifik värme och värmeledningsförmåga för aluminiumoxid och Pyroceram 9060 (engelska) (inte tillgänglig länk) . Centrum för avancerad livscykelteknik. Hämtad 1 juni 2011. Arkiverad från originalet 13 augusti 2011.