Difusividad térmica

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La difusividad térmica (difusividad térmica) es una fuerza física que caracteriza la tasa de comparación (ecualización) de la temperatura de una sustancia en procesos térmicos que no están en equilibrio. Numéricamente igual a la relación entre la conductividad térmica y la capacidad calorífica específica a presión constante .

En el SI se mide en m²/s.

Por lo general, se denota con una letra griega : $\alfa$

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

donde está la difusividad térmica;

\alfa

\varkappa

- conductividad térmica ;

c_p

es el calor específico isobárico ;

\rho

- densidad .

La difusividad térmica se incluye como coeficiente en la ecuación diferencial para la propagación del calor en los cuerpos:

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

${\ estilo de visualización f (\ mathbf {r}, \ t)}$ es una función de las fuentes de calor, o la misma ecuación escrita en coordenadas cartesianas :

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

La difusividad térmica y la conductividad térmica son dos de los parámetros más importantes de sustancias y materiales, ya que describen los procesos de transferencia de calor y cambio de temperatura en ellos.

El valor de la difusividad térmica depende de la naturaleza de la sustancia. Los líquidos y los gases tienen una difusividad térmica relativamente baja. Los metales, por otro lado, tienen un mayor coeficiente de difusividad térmica.

Difusividad térmica de algunas sustancias y materiales

Material	difusividad térmica (m²/s)
Aire (300K)	1,9 × 10 −5
Al-10Si-Mn-Mg (Silafont 36) a 20 °C	74,2 × 10 −6
Al-5Mg-2Si-Mn (Magsimal-59) a 20°C	44,0 × 10 −6
Etanol	7 × 10 −8
Aluminio	8.418 × 10 −5
Óxido de aluminio	1,20 × 10 −5
Aleación de aluminio 6061-T6	6,4 × 10 −5
Argón (23°С, 1 atm)	2,2×10 −5
ladrillo de adobe	2,7 × 10 −7
Ladrillo cerámico	5,2 × 10 −7
Carbono ( compuesto ) (25 °C)	2,165 × 10 −4
Cobre (25°C)	1,11 × 10 −4
vidrio de ventana	3,4 × 10 −7
Oro	1,27 × 10 −4
Helio (23 °C, 100 kPa)	1,9×10 −4
Hidrógeno (23°С, 100 kPa)	1.6×10 −4
Inconel 600 (25°C)	3.428 × 10 −6
Hierro	2,3 × 10 −5
Molibdeno (99,95%) (25°C)	54,3 × 10 −6
Nitrógeno (23 °C, 100 kPa)	2,2×10 −5
Nylon	9 × 10 −8
Aceite de motor (100 °C)	7,38 × 10−8
Parafina (25 °C)	0,081 × 10 −6
Policarbonato (25°C)	0,144 × 10 −6
Polipropileno (25°C)	0,096 × 10 −6
PTFE ( fluoroplástico ) (25 °C)	0,124 × 10 −6
PVC ( cloruro de polivinilo )	8 × 10 −8
Grafito pirolítico , perpendicular a las capas	3,6 × 10 −6
Grafito pirolítico , paralelo a las capas	1,22 × 10 −3
Cuarzo	1,4 × 10 −6
Goma	0,89 - 1,3 × 10 -7
Arenisca	1,12-1,19 × 10 −6
Si 3 N 4 ( nitruro de silicio ) (26 °C)	9,142 × 10 −6
Si 3 N 4 con nanotubos de carbono (26 °C)	8,605 × 10 −6
Silicio	8,8 × 10 −5
Dióxido de silicio ( cuarzo )	8,3 × 10 −7
Plata (99,9%)	1,6563 × 10 −4
Acero , 1% carbono	1,172 × 10 −5
Acero inoxidable 304A (27°C)	4,2 × 10 −6
Acero inoxidable 310 (25°C)	3.352 × 10 −6
Estaño	4,0 × 10 −5
Agua (25°C)	0,143 × 10 −6
Vapor de agua (1 atm, 400 K)	2.338 × 10 −5
árbol (pino)	8,2 × 10 −8

Literatura

Isachenko V. P., Osipova V. A., Sukomel A. S. Transferencia de calor. M.: Energía 1969

Sivukhin DV Termodinámica y física molecular (Curso general de física; Volumen II ). Moscú: Nauka, 1990.

Enlaces

Difusividad térmica, calor específico y conductividad térmica de óxido de aluminio y Pyroceram 9060 (inglés) (enlace no disponible) . Centro de Ingeniería Avanzada del Ciclo de Vida. Consultado el 1 de junio de 2011. Archivado desde el original el 13 de agosto de 2011.