Ključna razlika između toplotne provodljivosti i koeficijenta prenosa toplote je u tome što je toplotna provodljivost povezana sa prostornom molekularnom difuzijom toplote kroz fluid, dok je koeficijent prenosa toplote konstanta proporcionalnosti između dovedene toplote i termodinamičke pokretačke sile protoka toplote kroz jediničnu površinu.
Toplotna provodljivost je sposobnost određenog materijala da provodi toplotu kroz sebe. Koeficijent prijenosa topline, s druge strane, je konstanta proporcionalnosti između toplotnog toka i termodinamičke pokretačke sile za protok topline.
Šta je toplotna provodljivost?
Toplotna provodljivost se može opisati kao sposobnost određenog materijala da provodi toplotu kroz sebe. Možemo koristiti tri načina da označimo ovaj termin: k, λ ili κ. Generalno, materijal koji se sastoji od visoke toplotne provodljivosti pokazuje visoku brzinu prenosa toplote. Na primjer, metali obično imaju visoku toplotnu provodljivost i veoma su efikasni u vođenju toplote. Nasuprot tome, izolacijski materijali kao što je stiropor imaju nisku toplinsku provodljivost i nisku brzinu prijenosa topline. Stoga možemo koristiti materijale visoke toplinske provodljivosti u primjenama hladnjaka i materijale niske toplinske provodljivosti u primjenama toplinske izolacije. Štaviše, “toplinska otpornost” je recipročna toplotnoj provodljivosti.
Matematički možemo izraziti toplotnu provodljivost kao q=-k∇T, gde je q toplotni tok, k je toplotna provodljivost, a ∇T je temperaturni gradijent. Ovo zovemo "Furierov zakon provodljivosti toplote."
Možemo definisati toplotnu provodljivost kao transport energije usled slučajnog molekularnog kretanja preko temperaturnog gradijenta. Ovaj termin možemo razlikovati od transporta energije kroz konvekciju i molekularni rad jer ne uključuje nikakve mikroskopske tokove ili unutrašnje napone koji vrše rad.
Kada se razmatraju mjerne jedinice za toplotnu provodljivost, SI jedinice su “Watts per meter-Kelvin” ili W/m. K. Međutim, u imperijalnim jedinicama, toplotnu provodljivost možemo izmjeriti 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 Farenhajtu. Nadalje, postoje dva glavna načina mjerenja toplinske provodljivosti materijala: stabilna i prolazna metoda.
Šta je koeficijent prijenosa topline?
Koeficijent prenosa toplote je konstanta proporcionalnosti između toplotnog toka i termodinamičke pokretačke sile za protok toplote. Također je poznat kao filmski koeficijent ili efektivnost filma u termodinamici. Obično se ukupna brzina prijenosa topline za neke sisteme izražava u smislu ukupne provodljivosti ili koeficijenta prijenosa topline, koji se označava sa U.
Koeficijent prijenosa topline je koristan u izračunavanju prijenosa topline konvekcijom ili faznim prijelazom između fluida i čvrste tvari. Kada se razmatraju SI jedinice, koeficijent prolaza toplote ima jedinice W/(m2K) (vati po kvadratnom metru Kelvina).
Štaviše, koeficijent prenosa toplote se može opisati kao recipročna vrednost toplotne izolacije. Možemo koristiti koeficijent prolaza topline za građevinske materijale i za izolaciju odjeće.
Koja je razlika između toplotne provodljivosti i koeficijenta prenosa toplote?
Termička provodljivost i koeficijent prenosa toplote važni su pojmovi u fizičkoj hemiji. Ključna razlika između toplotne provodljivosti i koeficijenta prenosa toplote je u tome što je toplotna provodljivost povezana sa prostornom molekularnom difuzijom toplote kroz fluid, dok je koeficijent prenosa toplote konstanta proporcionalnosti između dovedene toplote i termodinamičke pokretačke sile protoka toplote kroz jedinična površina.
Sljedeća tabela sumira razliku između toplotne provodljivosti i koeficijenta prijenosa topline.
Sažetak – Koeficijent toplinske provodljivosti u odnosu na koeficijent prijenosa topline
Ključna razlika između toplotne provodljivosti i koeficijenta prenosa toplote je u tome što je toplotna provodljivost povezana sa prostornom molekularnom difuzijom toplote kroz fluid, dok je koeficijent prenosa toplote konstanta proporcionalnosti između dovedene toplote i termodinamičke pokretačke sile protoka toplote kroz jediničnu površinu.
