ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างค่าการนำความร้อนและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนคือค่าการนำความร้อนสัมพันธ์กับการกระจายโมเลกุลเชิงพื้นที่ของความร้อนไปทั่วของไหล ในขณะที่ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเป็นค่าคงที่ตามสัดส่วนระหว่างความร้อนที่ให้มากับแรงขับทางอุณหพลศาสตร์ ของความร้อนไหลผ่านพื้นที่หน่วย
ค่าการนำความร้อนคือความสามารถของวัสดุเฉพาะในการนำความร้อนผ่านตัวมันเอง ในทางกลับกัน ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนคือค่าคงที่ตามสัดส่วนระหว่างฟลักซ์ความร้อนและแรงขับเคลื่อนทางอุณหพลศาสตร์สำหรับการไหลของความร้อน
การนำความร้อนคืออะไร
การนำความร้อนสามารถอธิบายได้ว่าเป็นความสามารถของวัสดุเฉพาะในการนำความร้อนผ่านตัวมันเอง เราใช้สามวิธีในการแสดงเทอมนี้: k, λ หรือ κ โดยทั่วไป วัสดุที่ประกอบด้วยการนำความร้อนสูงจะแสดงอัตราการถ่ายเทความร้อนสูง ตัวอย่างเช่น โลหะมักมีค่าการนำความร้อนสูงและนำความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก ในทางตรงกันข้าม วัสดุฉนวน เช่น โฟมมีค่าการนำความร้อนต่ำและมีอัตราการถ่ายเทความร้อนต่ำ ดังนั้นเราจึงสามารถใช้วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูงในการใช้งานชุดระบายความร้อนและวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำในการใช้งานฉนวนกันความร้อน นอกจากนี้ “ค่าความต้านทานความร้อน” เป็นส่วนกลับของการนำความร้อน
ในทางคณิตศาสตร์ เราสามารถแสดงค่าการนำความร้อนเป็น q=-k∇T โดยที่ q คือฟลักซ์ความร้อน k คือค่าการนำความร้อน และ ∇T คือการไล่ระดับอุณหภูมิ เราเรียกสิ่งนี้ว่า “กฎการนำความร้อนของฟูริเยร์”
เราสามารถกำหนดการนำความร้อนเป็นการขนส่งพลังงานเนื่องจากการเคลื่อนที่ของโมเลกุลแบบสุ่มข้ามการไล่ระดับอุณหภูมิ เราสามารถแยกแยะคำศัพท์นี้ออกจากการขนส่งพลังงานผ่านการพาความร้อนและงานระดับโมเลกุลได้ เนื่องจากไม่เกี่ยวข้องกับการไหลด้วยกล้องจุลทรรศน์หรือความเค้นภายในที่ทำงานได้ดี
เมื่อพิจารณาหน่วยวัดค่าการนำความร้อน หน่วย SI คือ “วัตต์ต่อเมตร-เคลวิน” หรือ W/m. K. อย่างไรก็ตาม ในหน่วยอิมพีเรียล เราสามารถวัดค่าการนำความร้อนเป็น BTU/(h.ft.°F) BTU เป็นหน่วยความร้อนของอังกฤษ โดยที่ h คือเวลาเป็นชั่วโมง ft คือระยะทางเป็นเท้า และ F คืออุณหภูมิในหน่วยฟาเรนไฮต์ นอกจากนี้ มีสองวิธีหลักในการวัดค่าการนำความร้อนของวัสดุ: วิธีในสภาวะคงตัวและแบบชั่วคราว
สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนคืออะไร
สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนคือค่าคงที่ตามสัดส่วนระหว่างฟลักซ์ความร้อนและแรงขับทางอุณหพลศาสตร์สำหรับการไหลของความร้อน เป็นที่รู้จักกันว่าสัมประสิทธิ์ฟิล์มหรือประสิทธิภาพของฟิล์มในอุณหพลศาสตร์ โดยปกติ อัตราการถ่ายเทความร้อนโดยรวมสำหรับบางระบบจะแสดงเป็นค่าการนำไฟฟ้าโดยรวมหรือค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน ซึ่งแสดงโดย U
ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนมีประโยชน์ในการคำนวณการถ่ายเทความร้อนโดยการพาความร้อนหรือการเปลี่ยนเฟสระหว่างของเหลวกับของแข็ง เมื่อพิจารณาหน่วย SI ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนมีหน่วย W/(m2K) (วัตต์ต่อตารางเมตรเคลวิน)
นอกจากนี้ยังสามารถอธิบายค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเป็นส่วนกลับของฉนวนความร้อน เราสามารถใช้ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสำหรับวัสดุก่อสร้างและสำหรับฉนวนเสื้อผ้า
ความแตกต่างระหว่างค่าการนำความร้อนและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนคืออะไร
ค่าการนำความร้อนและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเป็นเงื่อนไขที่สำคัญในเคมีเชิงฟิสิกส์ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างค่าการนำความร้อนและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนคือค่าการนำความร้อนนั้นสัมพันธ์กับการแพร่กระจายของโมเลกุลเชิงพื้นที่ของความร้อนไปทั่วของไหล ในขณะที่ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเป็นค่าคงที่ตามสัดส่วนระหว่างความร้อนที่จ่ายไปและแรงขับทางอุณหพลศาสตร์ของความร้อนที่ไหลผ่าน พื้นที่หน่วย
ตารางต่อไปนี้สรุปความแตกต่างระหว่างค่าการนำความร้อนและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน
สรุป – การนำความร้อนเทียบกับสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างค่าการนำความร้อนและค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนคือค่าการนำความร้อนสัมพันธ์กับการกระจายโมเลกุลเชิงพื้นที่ของความร้อนไปทั่วของไหล ในขณะที่ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเป็นค่าคงที่ตามสัดส่วนระหว่างความร้อนที่ให้มากับแรงขับทางอุณหพลศาสตร์ ของความร้อนไหลผ่านพื้นที่หน่วย