Tepelná difuzivita

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 2. prosince 2021; kontroly vyžadují 2 úpravy .

Tepelná difuzivita (tepelná difuzivita) je fyzikální síla, která charakterizuje rychlost srovnání (vyrovnání) teploty látky při nerovnovážných tepelných procesech. Číselně se rovná poměru tepelné vodivosti k měrné tepelné kapacitě při konstantním tlaku .

V SI se měří v m²/s.

Obvykle se označuje řeckým písmenem : $\alpha$

\alpha ={\frac {\varkappa }{c_{p}\rho )),

kde je tepelná difuzivita;

\alpha

\varkappa

- tepelná vodivost ;

c_p

je izobarické specifické teplo ;

\rho

- hustota .

Tepelná difuzivita je zahrnuta jako koeficient do diferenciální rovnice pro šíření tepla v tělesech:

{\frac {\partial T}{\partial t))-\alpha \nabla ^{2}T=f(\mathbf {r} ,\ t),

$f(\mathbf {r} ,\ t)$ je funkcí zdrojů tepla, nebo, stejná rovnice zapsaná v kartézských souřadnicích :

{\frac {\partial T}{\partial t))-\alpha \left({\frac {\partial ^{2}T}{\partial x^{2))}+{\frac { \částečné ^{2}T}{\částečné y^{2}}}+{\frac {\částečné ^{2}T}{\částečné z^{2}}}\right)=f(x,\ y,\z,\t).

Tepelná difuzivita a tepelná vodivost jsou dva nejdůležitější parametry látek a materiálů, protože popisují procesy přenosu tepla a změny teploty v nich.

Hodnota tepelné difuzivity závisí na povaze látky. Kapaliny a plyny mají relativně nízkou tepelnou difuzivitu. Kovy mají naopak vyšší koeficient tepelné difuzivity.

Tepelná difuzivita některých látek a materiálů

Materiál	tepelná difuzivita (m²/s)
Vzduch (300 tis.)	1,9 × 10 −5
Al-10Si-Mn-Mg (Silafont 36) při 20 °C	74,2 × 10 −6
Al-5Mg-2Si-Mn (Magsimal-59) při 20 °C	44,0 × 10 −6
Ethanol	7 × 10 −8
Hliník	8,418 × 10 −5
Oxid hlinitý	1,20 × 10 −5
Slitina hliníku 6061-T6	6,4 × 10 −5
Argon (23°С, 1 atm)	2,2 × 10 −5
nepálená cihla	2,7 × 10 −7
Keramická cihla	5,2 × 10 −7
Uhlík ( kompozitní ) (25 °C)	2,165 × 10 -4
měď (25°C)	1,11 × 10 −4
Okenní sklo	3,4 × 10 −7
Zlato	1,27 × 10 −4
Helium (23 °C, 100 kPa)	1,9 × 10 −4
Vodík (23 °С, 100 kPa)	1,6×10 −4
Inconel 600 (25 °C)	3,428 × 10 -6
Žehlička	2,3 × 10 −5
Molybden (99,95 %) (25 °C)	54,3 × 10 −6
Dusík (23 °C, 100 kPa)	2,2 × 10 −5
Nylon	9 × 10 −8
Motorový olej (100 °C)	7,38× 10−8
Parafín (25 °C)	0,081 × 10-6
Polykarbonát (25°C)	0,144 × 10 -6
Polypropylen (25°C)	0,096 × 10-6
PTFE ( fluoroplast ) (25 °C)	0,124 × 10 -6
PVC ( polyvinylchlorid )	8 × 10 −8
Pyrolytický grafit , kolmo k vrstvám	3,6 × 10 −6
Pyrolytický grafit , rovnoběžný s vrstvami	1,22 × 10 −3
Křemen	1,4 × 10 −6
Pryž	0,89 - 1,3 x 10-7
Pískovec	1,12-1,19 × 10 −6
Si 3 N 4 ( nitrid křemíku ) (26 °C)	9,142 × 10 −6
Si 3 N 4 s uhlíkovými nanotrubičkami (26 °C)	8,605 × 10 -6
Křemík	8,8 × 10 −5
oxid křemičitý ( křemen )	8,3 × 10 −7
Stříbro (99,9 %)	1,6563 × 10 −4
Ocel , 1% uhlíku	1,172 × 10 −5
Nerezová ocel 304A (27°C)	4,2 × 10 −6
Nerezová ocel 310 (25°C)	3,352 × 10 −6
Cín	4,0 × 10 −5
Voda (25 °C)	0,143 × 10 -6
Vodní pára (1 atm, 400 K)	2,338 × 10 −5
strom (borovice)	8,2 × 10 −8

Literatura

Isachenko V. P., Osipova V. A., Sukomel A. S. Přenos tepla. M.: Energie 1969

Sivukhin DV Termodynamika a molekulární fyzika (Obecný kurz fyziky; Volume II ). Moskva: Nauka, 1990.

Odkazy

Tepelná difuzivita, specifické teplo a tepelná vodivost oxidu hlinitého a pyroceramu 9060 (anglicky) (nedostupný odkaz) . Centrum pro pokročilé inženýrství životního cyklu. Získáno 1. června 2011. Archivováno z originálu 13. srpna 2011.