الفرق الرئيسي بين التوصيل الحراري والانتشار هو أن التوصيل الحراري يشير إلى قدرة مادة ما على توصيل الحرارة بينما يشير الانتشار الحراري إلى قياس معدل انتقال الحرارة للمادة من نهايتها الساخنة إلى نهاية باردة.
التوصيل الحراري والانتشار الحراري مصطلحان يصفان انتقال الحرارة من خلال مادة معينة.
ما هي الموصلية الحرارية؟
الموصلية الحرارية هي مصطلح يصف قدرة مادة معينة على توصيل الحرارة من خلال نفسها. هناك ثلاث طرق يمكننا من خلالها الإشارة إلى هذا المصطلح: k أو λ أو κ.نموذجياً ، تُظهر المادة ذات الموصلية الحرارية العالية معدل انتقال حراري مرتفع. على سبيل المثال ، تتمتع المعادن عادةً بموصلية حرارية عالية وتكون فعالة جدًا في توصيل الحرارة. وبالمثل ، فإن المواد العازلة مثل الستايروفوم لها موصلية حرارية منخفضة وتظهر معدل منخفض لنقل الحرارة. لذلك ، يمكننا استخدام المواد ذات الموصلية الحرارية العالية في تطبيقات المشتت الحراري بينما يمكننا استخدام المواد 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 ، 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. لذلك ، 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 بوحدة BTU / (h.ft. F) حيث BTU هي وحدة حرارية بريطانية ، و 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 الثابتة والطرق العابرة.
ما هو الانتشار الحراري؟
الانتشار الحراري هو مقياس معدل انتقال الحرارة للمادة من الطرف الساخن إلى الطرف البارد.لذلك ، فهي الموصلية الحرارية لمادة مقسومة على الكثافة والسعة الحرارية النوعية عند ضغط ثابت. وحدة قياس هذه المعلمة هي m2/ s. إنها وحدة مشتقة من النظام الدولي للوحدات. عادة ، يمكننا الإشارة إلى هذا المصطلح كـ α. لكن هناك رموز أخرى أيضًا. يكون التعبير الرياضي عن الانتشار الحراري كما يلي:
α=ك / ρcp
هنا ، k هي الموصلية الحرارية ، cpهي سعة حرارية محددة ، و ρ هي الكثافة. ومع ذلك ، يتم تسمية ρcpمعًا باسم السعة الحرارية الحجمية.
في أغلب الأحيان ، يتم قياس الانتشار الحراري باستخدام طريقة الفلاش ، والتي تتضمن تسخين شريط أو جزء أسطواني من عينة مادة بنبضة طاقة قصيرة في أحد طرفيها وتحليل تغير درجة الحرارة على مسافة قصيرة.
ما هو الفرق بين التوصيل الحراري والانتشار؟
التوصيل الحراري والانتشار الحراري مصطلحان يصفان انتقال الحرارة من خلال مادة معينة.الفرق الرئيسي بين التوصيل الحراري والانتشار هو أن التوصيل الحراري يشير إلى قدرة مادة ما على توصيل الحرارة بينما يشير الانتشار الحراري إلى قياس معدل انتقال حرارة المادة من نهايتها الساخنة إلى النهاية الباردة.
أدناه جدول رسوم بيانية للاختلافات بين التوصيل الحراري والانتشار للمقارنة جنبًا إلى جنب.
ملخص - التوصيل الحراري مقابل الانتشار
التوصيل الحراري والانتشار الحراري مصطلحان يصفان انتقال الحرارة من خلال مادة معينة. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين التوصيل الحراري والانتشار في أن الموصلية الحرارية تشير إلى قدرة المادة على توصيل الحرارة بينما يشير الانتشار الحراري إلى قياس معدل انتقال حرارة المادة من نهايتها الساخنة إلى الطرف البارد.
