Difusividad térmica

Velocidad a la que el calor se propaga por un material

En el análisis de transferencia de calor , la difusividad térmica es la conductividad térmica dividida por la densidad y la capacidad calorífica específica a presión constante. ^[1] Es una medida de la tasa de transferencia de calor dentro de un material. Tiene unidades de m ² /s. La difusividad térmica generalmente se denota con alfa minúscula ( α ), pero también se utilizan a , h , κ ( kappa ), ^[2] K , ^[3] , D . ${\displaystyle D_{T}}$

La fórmula es: ^[4] donde $${\displaystyle \alpha ={\frac {k}{\rho c_{p}}}}$$

• k es la conductividad térmica (W/(m·K))
• c _p es la capacidad calorífica específica (J/(kg·K))
• ρ es la densidad (kg/m ³ )

En conjunto, ρc _p puede considerarse la capacidad calorífica volumétrica (J/(m ³ ·K)).

Como se ve en la ecuación del calor , ^[5] una forma de ver la difusividad térmica es como la relación entre la derivada temporal de la temperatura y su curvatura , cuantificando la velocidad a la que se "suaviza" la concavidad de la temperatura. La difusividad térmica es una medida contrastante a la efusividad térmica . ^{[6] [7]} En una sustancia con alta difusividad térmica, el calor se mueve rápidamente a través de ella porque la sustancia conduce el calor rápidamente en relación con su capacidad calorífica volumétrica o "volumen térmico". $${\displaystyle {\frac {\partial T}{\partial t}}=\alpha \nabla ^{2}T,}$$

La difusividad térmica se mide a menudo con el método flash . ^{[8] [9]} Implica calentar una tira o muestra cilíndrica con un pulso de energía corto en un extremo y analizar el cambio de temperatura (reducción de la amplitud y cambio de fase del pulso) a una corta distancia. ^{[10] [11]}

Difusividad térmica de materiales y sustancias seleccionados

Véase también

• Ecuación del calor
• Análisis del destello del láser
• Termoforesis
• Efusividad térmica
• Constante de tiempo térmica

Referencias

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