Het belangrijkste verschil tussen thermische geleidbaarheid en warmteoverdrachtscoëfficiënt is dat thermische geleidbaarheid gerelateerd is aan de ruimtelijke moleculaire diffusie van de warmte door de vloeistof, terwijl de warmteoverdrachtscoëfficiënt een evenredigheidsconstante is tussen de toegevoerde warmte en de thermodynamische drijvende kracht van warmtestroom door eenheidsoppervlak.
Thermische geleidbaarheid is het vermogen van een bepaald materiaal om warmte door zichzelf te geleiden. Warmteoverdrachtscoëfficiënt daarentegen is de evenredigheidsconstante tussen de warmtestroom en de thermodynamische drijvende kracht voor de warmtestroom.
Wat is thermische geleidbaarheid?
Thermische geleidbaarheid kan worden omschreven als het vermogen van een bepaald materiaal om warmte door zichzelf te geleiden. We kunnen deze term op drie manieren aanduiden: k, λ of κ. Over het algemeen vertoont een materiaal dat bestaat uit een hoge thermische geleidbaarheid een hoge mate van warmteoverdracht. Metalen hebben bijvoorbeeld meestal een hoge thermische geleidbaarheid en zijn zeer efficiënt in het geleiden van warmte. Isolatiematerialen zoals piepschuim daarentegen hebben een lage thermische geleidbaarheid en vertonen een lage warmteoverdracht. Daarom kunnen we materialen met een hoge thermische geleidbaarheid gebruiken in koellichaamtoepassingen en materialen met een lage thermische geleidbaarheid in thermische isolatietoepassingen. Bovendien is "thermische weerstand" het omgekeerde van thermische geleidbaarheid.
Wiskundig kunnen we thermische geleidbaarheid uitdrukken als q=-k∇T, waarbij q de warmteflux is, k de thermische geleidbaarheid is en ∇T de temperatuurgradiënt is. We noemen dit 'de wet van de warmtegeleiding van Fourier'.
We kunnen thermische geleiding definiëren als het transport van energie als gevolg van willekeurige moleculaire beweging over een temperatuurgradiënt. We kunnen deze term onderscheiden van energietransport door middel van convectie en moleculair werk omdat er geen microscopische stromingen of interne spanningen zijn die het werk uitvoeren.
Bij het overwegen van de meeteenheden voor thermische geleidbaarheid, zijn de SI-eenheden "Watts per meter-Kelvin" of W/m. K. In Engelse eenheden kunnen we de thermische geleidbaarheid echter meten in BTU/(h.ft.°F). BTU is een Britse thermische eenheid, waarbij h de tijd in uren is, ft de afstand in voet en F de temperatuur in Fahrenheit. Verder zijn er twee belangrijke manieren om de thermische geleidbaarheid van een materiaal te meten: steady-state en transiënte methoden.
Wat is warmteoverdrachtscoëfficiënt?
Warmteoverdrachtscoëfficiënt is de evenredigheidsconstante tussen de warmtestroom en de thermodynamische drijvende kracht voor de warmtestroom. Het is ook bekend als filmcoëfficiënt of filmeffectiviteit in de thermodynamica. Gewoonlijk wordt de totale warmteoverdrachtssnelheid voor sommige systemen uitgedrukt in termen van een totale geleidbaarheid of de warmteoverdrachtscoëfficiënt, die wordt aangeduid met U.
De warmteoverdrachtscoëfficiënt is nuttig bij het berekenen van de warmteoverdracht door convectie of faseovergang tussen een vloeistof en een vaste stof. Bij het beschouwen van de SI-eenheden heeft de warmteoverdrachtscoëfficiënt de eenheden W/(m2K) (watt per vierkante meter Kelvin).
Bovendien kan de warmteoverdrachtscoëfficiënt worden omschreven als het omgekeerde van thermische isolatie. We kunnen de warmteoverdrachtscoëfficiënt gebruiken voor bouwmaterialen en voor kledingisolatie.
Wat is het verschil tussen thermische geleidbaarheid en warmteoverdrachtscoëfficiënt?
Thermische geleidbaarheid en warmteoverdrachtscoëfficiënt zijn belangrijke termen in de fysische chemie. Het belangrijkste verschil tussen thermische geleidbaarheid en warmteoverdrachtscoëfficiënt is dat de thermische geleidbaarheid gerelateerd is aan de ruimtelijke moleculaire diffusie van de warmte door de vloeistof, terwijl de warmteoverdrachtscoëfficiënt een evenredigheidsconstante is tussen de toegevoerde warmte en de thermodynamische drijvende kracht van de warmtestroom door eenheidsgebied.
De volgende tabel geeft een overzicht van het verschil tussen thermische geleidbaarheid en warmteoverdrachtscoëfficiënt.
Samenvatting – Thermische geleidbaarheid versus warmteoverdrachtscoëfficiënt
Het belangrijkste verschil tussen thermische geleidbaarheid en warmteoverdrachtscoëfficiënt is dat thermische geleidbaarheid gerelateerd is aan de ruimtelijke moleculaire diffusie van de warmte door de vloeistof, terwijl de warmteoverdrachtscoëfficiënt een evenredigheidsconstante is tussen de toegevoerde warmte en de thermodynamische drijvende kracht van warmtestroom door eenheidsoppervlak.
