الفرق الرئيسي بين الموصلية الحرارية ومعامل نقل الحرارة هو أن التوصيل الحراري مرتبط بالانتشار الجزيئي المكاني للحرارة في جميع أنحاء المائع ، في حين أن معامل نقل الحرارة هو ثابت التناسب بين الحرارة المزودة والقوة الدافعة الديناميكية الحرارية من تدفق الحرارة عبر مساحة الوحدة.
التوصيل الحراري هو قدرة مادة معينة على توصيل الحرارة من خلال نفسها. معامل انتقال الحرارة ، من ناحية أخرى ، هو ثابت التناسب بين تدفق الحرارة والقوة الدافعة الديناميكية الحرارية لتدفق الحرارة.
ما هي الموصلية الحرارية؟
يمكن وصف الموصلية الحرارية بأنها قدرة مادة معينة على توصيل الحرارة من خلال نفسها. يمكننا استخدام ثلاث طرق للإشارة إلى هذا المصطلح: k أو λ أو κ. بشكل عام ، تعرض المادة التي تتكون من موصلية حرارية عالية معدل مرتفع من نقل الحرارة. على سبيل المثال ، تتمتع المعادن عادةً بموصلية حرارية عالية وتكون فعالة جدًا في توصيل الحرارة. في المقابل ، فإن المواد العازلة مثل الستايروفوم لها موصلية حرارية منخفضة وتظهر معدل نقل حرارة منخفض. لذلك ، يمكننا استخدام المواد ذات الموصلية الحرارية العالية في تطبيقات المشتت الحراري والمواد ذات الموصلية الحرارية المنخفضة في تطبيقات العزل الحراري. علاوة على ذلك ، "المقاومة الحرارية" هي مقلوب التوصيل الحراري.
رياضياً ، يمكننا التعبير عن الموصلية الحرارية كـ q=-k∇T ، حيث q هو تدفق الحرارة ، و k هي الموصلية الحرارية ، و T هي تدرج درجة الحرارة. نسمي هذا "قانون فورييه للتوصيل الحراري."
يمكننا تعريف التوصيل الحراري على أنه نقل الطاقة بسبب الحركة الجزيئية العشوائية عبر تدرج درجة الحرارة. يمكننا تمييز هذا المصطلح عن نقل الطاقة من خلال الحمل الحراري والعمل الجزيئي لأنه لا يتضمن أي تدفقات مجهرية أو ضغوط داخلية تؤدي إلى العمل.
عند النظر في وحدات قياس التوصيل الحراري ، فإن وحدات SI هي "Watts لكل متر - Kelvin" أو W / m. K. ومع ذلك ، في الوحدات الإمبراطورية ، يمكننا قياس التوصيل الحراري في BTU / (h.ft. F). BTU هي وحدة حرارية بريطانية ، حيث h هي الوقت بالساعات ، و ft هي المسافة بالقدم ، و F هي درجة الحرارة بالفهرنهايت. علاوة على ذلك ، هناك طريقتان رئيسيتان لقياس الموصلية الحرارية للمادة: الحالة المستقرة والطرق العابرة.
ما هو معامل انتقال الحرارة؟
معامل انتقال الحرارة هو ثابت التناسب بين تدفق الحرارة والقوة الدافعة الديناميكية الحرارية لتدفق الحرارة. يُعرف أيضًا باسم معامل الفيلم أو فعالية الفيلم في الديناميكا الحرارية. عادة ، يتم التعبير عن معدل نقل الحرارة الإجمالي لبعض الأنظمة من حيث التوصيل الكلي أو معامل نقل الحرارة ، والذي يُشار إليه بواسطة U.
معامل انتقال الحرارة مفيد في حساب انتقال الحرارة بالحمل الحراري أو انتقال الطور بين مائع ومادة صلبة. عند النظر في وحدات SI ، فإن معامل انتقال الحرارة يحتوي على الوحدات W / (m2K) (واط لكل متر مربع كلفن).
علاوة على ذلك ، يمكن وصف معامل انتقال الحرارة بأنه مقلوب للعزل الحراري. يمكننا استخدام معامل انتقال الحرارة لمواد البناء ولعزل الملابس.
ما هو الفرق بين التوصيل الحراري ومعامل انتقال الحرارة؟
الموصلية الحرارية ومعامل انتقال الحرارة من المصطلحات الهامة في الكيمياء الفيزيائية. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين الموصلية الحرارية ومعامل نقل الحرارة في أن الموصلية الحرارية مرتبطة بالانتشار الجزيئي المكاني للحرارة في جميع أنحاء المائع ، في حين أن معامل نقل الحرارة هو ثابت التناسب بين الحرارة المزودة والقوة الدافعة الديناميكية الحرارية لتدفق الحرارة عبر مساحة الوحدة.
الجدول التالي يلخص الفرق بين التوصيل الحراري ومعامل انتقال الحرارة.
ملخص - التوصيل الحراري مقابل معامل انتقال الحرارة
الفرق الرئيسي بين الموصلية الحرارية ومعامل نقل الحرارة هو أن التوصيل الحراري مرتبط بالانتشار الجزيئي المكاني للحرارة في جميع أنحاء المائع ، في حين أن معامل نقل الحرارة هو ثابت التناسب بين الحرارة المزودة والقوة الدافعة الديناميكية الحرارية من تدفق الحرارة عبر مساحة الوحدة.
