Klíčový rozdíl mezi tepelnou vodivostí a koeficientem prostupu tepla je ten, že tepelná vodivost souvisí s prostorovou molekulární difúzí tepla v tekutině, zatímco koeficient prostupu tepla je konstanta úměrnosti mezi dodaným teplem a termodynamickou hnací silou toku tepla přes jednotku plochy.
Tepelná vodivost je schopnost konkrétního materiálu vést teplo skrz sebe. Koeficient prostupu tepla je na druhé straně konstanta úměrnosti mezi tepelným tokem a termodynamickou hnací silou pro tok tepla.
Co je to tepelná vodivost?
Tepelnou vodivost lze popsat jako schopnost konkrétního materiálu vést teplo skrz sebe. Tento termín můžeme označit třemi způsoby: k, λ nebo κ. Obecně materiál sestávající z vysoké tepelné vodivosti vykazuje vysokou rychlost přenosu tepla. Například kovy mají obvykle vysokou tepelnou vodivost a jsou velmi účinné při vedení tepla. Naproti tomu izolační materiály, jako je polystyren, mají nízkou tepelnou vodivost a vykazují nízkou rychlost přenosu tepla. Proto můžeme použít materiály s vysokou tepelnou vodivostí v aplikacích chladičů a materiály s nízkou tepelnou vodivostí v aplikacích tepelné izolace. Navíc „tepelný odpor“je převrácená hodnota tepelné vodivosti.
Matematicky můžeme tepelnou vodivost vyjádřit jako q=-k∇T, kde q je tepelný tok, k je tepelná vodivost a ∇T je teplotní gradient. Říkáme tomu „Fourierův zákon vedení tepla“.
Tepelné vedení můžeme definovat jako transport energie v důsledku náhodného pohybu molekul napříč teplotním gradientem. Tento termín můžeme odlišit od přenosu energie prostřednictvím konvekce a molekulární práce, protože nezahrnuje žádné mikroskopické toky nebo vnitřní napětí, která jsou výkonná.
Při zvažování jednotek měření tepelné vodivosti jsou jednotky SI „Watty na metr-Kelvin“nebo W/m. K. V imperiálních jednotkách však můžeme měřit tepelnou vodivost v BTU/(h.ft.°F). BTU je britská tepelná jednotka, kde h je čas v hodinách, ft je vzdálenost ve stopách a F je teplota ve stupních Fahrenheita. Kromě toho existují dva hlavní způsoby měření tepelné vodivosti materiálu: ustálené a přechodové metody.
Co je koeficient přenosu tepla?
Koeficient prostupu tepla je konstanta úměrnosti mezi tepelným tokem a termodynamickou hnací silou pro tok tepla. V termodynamice je také známý jako koeficient filmu nebo efektivita filmu. Obvykle je celková rychlost přenosu tepla u některých systémů vyjádřena jako celková vodivost nebo koeficient přenosu tepla, který je označen U.
Koeficient přenosu tepla je užitečný při výpočtu přenosu tepla konvekcí nebo fázovým přechodem mezi kapalinou a pevnou látkou. Při uvažování jednotek SI má koeficient prostupu tepla jednotky W/(m2K) (watty na metr čtvereční Kelvin).
Součinitel prostupu tepla lze navíc popsat jako převrácenou hodnotu tepelné izolace. Koeficient prostupu tepla můžeme použít pro stavební materiály a pro izolaci oděvů.
Jaký je rozdíl mezi tepelnou vodivostí a koeficientem přenosu tepla?
Tepelná vodivost a koeficient prostupu tepla jsou důležité pojmy ve fyzikální chemii. Klíčový rozdíl mezi tepelnou vodivostí a součinitelem přestupu tepla spočívá v tom, že tepelná vodivost souvisí s prostorovou molekulární difúzí tepla tekutinou, zatímco součinitel prostupu tepla je konstanta úměrnosti mezi dodaným teplem a termodynamickou hnací silou tepelného toku skrz. jednotka plocha.
Následující tabulka shrnuje rozdíl mezi tepelnou vodivostí a koeficientem prostupu tepla.
Shrnutí – Tepelná vodivost vs koeficient přenosu tepla
Klíčový rozdíl mezi tepelnou vodivostí a koeficientem prostupu tepla je ten, že tepelná vodivost souvisí s prostorovou molekulární difúzí tepla v tekutině, zatímco koeficient prostupu tepla je konstanta úměrnosti mezi dodaným teplem a termodynamickou hnací silou toku tepla přes jednotku plochy.
