Ključna razlika između toplinske vodljivosti i koeficijenta prijenosa topline je u tome što je toplinska vodljivost povezana s prostornom molekularnom difuzijom topline kroz tekućinu, dok je koeficijent prijenosa topline konstanta proporcionalnosti između dovedene topline i termodinamičke pokretačke sile protoka topline kroz jedinicu površine.
Toplinska vodljivost je sposobnost određenog materijala da provodi toplinu kroz sebe. Koeficijent prijenosa topline je, s druge strane, konstanta proporcionalnosti između toplinskog toka i termodinamičke pokretačke sile za protok topline.
Što je toplinska vodljivost?
Toplinska vodljivost može se opisati kao sposobnost određenog materijala da provodi toplinu kroz sebe. Ovaj pojam možemo označiti na tri načina: k, λ ili κ. Općenito, materijal koji se sastoji od visoke toplinske vodljivosti pokazuje visoku stopu prijenosa topline. Na primjer, metali obično imaju visoku toplinsku vodljivost i vrlo su učinkoviti u provođenju topline. Nasuprot tome, izolacijski materijali kao što je stiropor imaju nisku toplinsku vodljivost i pokazuju nisku stopu prijenosa topline. Stoga možemo koristiti materijale s visokom toplinskom vodljivošću u primjenama hladnjaka i materijale s niskom toplinskom vodljivošću u primjenama toplinske izolacije. Štoviše, "toplinska otpornost" je recipročna vrijednost toplinske vodljivosti.
Matematički, toplinsku vodljivost možemo izraziti kao q=-k∇T, gdje je q toplinski tok, k toplinska vodljivost, a ∇T temperaturni gradijent. To zovemo "Fourierov zakon provođenja topline."
Možemo definirati toplinsku vodljivost kao prijenos energije uslijed nasumičnog molekularnog gibanja kroz temperaturni gradijent. Možemo razlikovati ovaj pojam od prijenosa energije putem konvekcije i molekularnog rada jer ne uključuje nikakve mikroskopske tokove ili unutarnje naprezanja koja izvode rad.
Kada se razmatraju mjerne jedinice za toplinsku vodljivost, SI jedinice su "Watti po metru-Kelvin" ili W/m. K. Međutim, u imperijalnim jedinicama možemo mjeriti toplinsku vodljivost u BTU/(h.ft.°F). BTU je britanska termalna jedinica, gdje je h vrijeme u satima, ft je udaljenost u stopama, a F je temperatura u Fahrenheitu. Nadalje, postoje dva glavna načina mjerenja toplinske vodljivosti materijala: stacionarne i prijelazne metode.
Što je koeficijent prijenosa topline?
Koeficijent prolaza topline je konstanta proporcionalnosti između toplinskog toka i termodinamičke pokretačke sile za protok topline. Također je poznat kao koeficijent filma ili učinkovitost filma u termodinamici. Obično se ukupna brzina prijenosa topline za neke sustave izražava kao ukupna vodljivost ili koeficijent prijenosa topline, koji se označava s U.
Koeficijent prijenosa topline koristan je u izračunavanju prijenosa topline konvekcijom ili faznim prijelazom između tekućine i krutine. Kada se uzmu u obzir SI jedinice, koeficijent prijenosa topline ima jedinice W/(m2K) (vati po kvadratnom metru Kelvina).
Štoviše, koeficijent prolaza topline može se opisati kao recipročna vrijednost toplinske izolacije. Koeficijent prolaza topline možemo koristiti za građevinske materijale i za izolaciju odjeće.
Koja je razlika između toplinske vodljivosti i koeficijenta prijenosa topline?
Toplinska vodljivost i koeficijent prijenosa topline važni su pojmovi u fizikalnoj kemiji. Ključna razlika između toplinske vodljivosti i koeficijenta prijenosa topline je u tome što je toplinska vodljivost povezana s prostornom molekularnom difuzijom topline kroz tekućinu, dok je koeficijent prijenosa topline konstanta proporcionalnosti između dovedene topline i termodinamičke pokretačke sile protoka topline kroz jedinica površine.
Sljedeća tablica sažima razliku između toplinske vodljivosti i koeficijenta prijenosa topline.
Sažetak – Toplinska vodljivost u odnosu na koeficijent prijenosa topline
Ključna razlika između toplinske vodljivosti i koeficijenta prijenosa topline je u tome što je toplinska vodljivost povezana s prostornom molekularnom difuzijom topline kroz tekućinu, dok je koeficijent prijenosa topline konstanta proporcionalnosti između dovedene topline i termodinamičke pokretačke sile protoka topline kroz jedinicu površine.
