ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างค่าการนำความร้อนและการแพร่คือค่าการนำความร้อนหมายถึงความสามารถของวัสดุในการนำความร้อน ในขณะที่การกระจายความร้อนหมายถึงการวัดอัตราการถ่ายเทความร้อนของวัสดุจากปลายร้อนไปยัง ปลายเย็น
ค่าการนำความร้อนและการกระจายความร้อนเป็นคำศัพท์สองคำที่อธิบายการถ่ายเทความร้อนผ่านวัสดุเฉพาะ
การนำความร้อนคืออะไร
ค่าการนำความร้อนเป็นคำที่อธิบายความสามารถของวัสดุเฉพาะในการนำความร้อนผ่านตัวมันเอง มีสามวิธีที่เราสามารถแสดงถึงเทอมนี้: k, λ หรือ κโดยปกติ วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูงจะมีอัตราการถ่ายเทความร้อนสูง ตัวอย่างเช่น โลหะมักจะมีการนำความร้อนสูงและนำความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก ในทำนองเดียวกัน วัสดุฉนวน เช่น โฟมมีค่าการนำความร้อนต่ำและแสดงอัตราการถ่ายเทความร้อนต่ำ ดังนั้นเราจึงสามารถใช้วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูงในการใช้งานชุดระบายความร้อน ในขณะที่เราสามารถใช้วัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำในการใช้งานฉนวนกันความร้อนได้ นอกจากนี้ “ค่าความต้านทานความร้อน” เป็นส่วนกลับของการนำความร้อน
ในทางคณิตศาสตร์ เราสามารถแสดงค่าการนำความร้อนเป็น q=-k∇T โดยที่ q คือฟลักซ์ความร้อน k คือค่าการนำความร้อน และ ∇T คือการไล่ระดับอุณหภูมิ เราเรียกสิ่งนี้ว่า “กฎการนำความร้อนของฟูริเยร์”
เราสามารถกำหนดการนำความร้อนเป็นการขนส่งพลังงานเนื่องจากการเคลื่อนที่ของโมเลกุลแบบสุ่มข้ามการไล่ระดับอุณหภูมิ ดังนั้นเราจึงแยกแยะคำศัพท์นี้ออกจากการขนส่งพลังงานผ่านการพาความร้อนและงานระดับโมเลกุลได้ เนื่องจากไม่เกี่ยวข้องกับการไหลด้วยกล้องจุลทรรศน์หรือความเค้นภายในที่ทำงานได้ดี
เมื่อพิจารณาหน่วยวัดค่าการนำความร้อน หน่วย SI คือ “วัตต์ต่อเมตร-เคลวิน” หรือ W/m. K. อย่างไรก็ตาม ในหน่วยอิมพีเรียล เราสามารถวัดค่าการนำความร้อนในหน่วย BTU/(h.ft.°F) โดยที่ BTU คือหน่วยความร้อนแบบอังกฤษ h คือเวลาเป็นชั่วโมง ft คือระยะทางเป็นฟุต และ F คืออุณหภูมิในหน่วยฟาเรนไฮต์ นอกจากนี้ มีสองวิธีหลักในการวัดค่าการนำความร้อนของวัสดุ: วิธีในสภาวะคงตัวและแบบชั่วคราว
การกระจายความร้อนคืออะไร
การกระจายความร้อนคือการวัดอัตราการถ่ายเทความร้อนของวัสดุจากปลายร้อนไปยังปลายเย็นดังนั้นจึงเป็นค่าการนำความร้อนของวัสดุหารด้วยความหนาแน่นและความจุความร้อนจำเพาะที่ความดันคงที่ หน่วยวัดสำหรับพารามิเตอร์นี้คือ m2/s เป็นหน่วยที่ได้รับมาจาก SI โดยปกติ เราสามารถแสดงเทอมนี้เป็น α แต่มีสัญลักษณ์อื่น ๆ เช่นกัน นิพจน์ทางคณิตศาสตร์ของการกระจายความร้อนมีดังนี้:
α=k/ρcp
ในที่นี้ k คือค่าการนำความร้อน cp คือความจุความร้อนจำเพาะ และ ρ si ความหนาแน่น อย่างไรก็ตาม ρcp รวมกันเป็นความจุความร้อนเชิงปริมาตร
โดยส่วนใหญ่แล้ว การกระจายความร้อนจะถูกวัดโดยใช้วิธีแฟลช ซึ่งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนกับแถบหรือส่วนทรงกระบอกของตัวอย่างวัสดุที่มีชีพจรพลังงานสั้นที่ปลายด้านหนึ่ง และวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่อยู่ห่างออกไปไม่ไกล
ความแตกต่างระหว่างการนำความร้อนและการกระจายตัวคืออะไร
ค่าการนำความร้อนและการกระจายความร้อนเป็นคำศัพท์สองคำที่อธิบายการถ่ายเทความร้อนผ่านวัสดุเฉพาะความแตกต่างที่สำคัญระหว่างค่าการนำความร้อนและการแพร่คือค่าการนำความร้อนหมายถึงความสามารถของวัสดุในการนำความร้อน ในขณะที่การแพร่ความร้อนหมายถึงการวัดอัตราการถ่ายเทความร้อนของวัสดุจากปลายร้อนไปยังปลายเย็น
ด้านล่างเป็นตารางแสดงความแตกต่างระหว่างค่าการนำความร้อนและค่าการแพร่กระจายสำหรับการเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
สรุป – การนำความร้อนเทียบกับการกระจาย
ค่าการนำความร้อนและการกระจายความร้อนเป็นคำศัพท์สองคำที่อธิบายการถ่ายเทความร้อนผ่านวัสดุเฉพาะ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างค่าการนำความร้อนและการแพร่คือค่าการนำความร้อนหมายถึงความสามารถของวัสดุในการนำความร้อน ในขณะที่การกระจายความร้อนหมายถึงการวัดอัตราการถ่ายเทความร้อนของวัสดุจากปลายร้อนไปยังปลายเย็น