Меню

Единица измерения коэффициента температуропроводности



Температуропроводность

Температуропрово́дность (коэффицие́нт температуропрово́дности) — физическая величина, характеризующая скорость изменения (выравнивания) температуры вещества в неравновесных тепловых процессах. Численно равна отношению теплопроводности к объёмной теплоёмкости при постоянном давлении, в системе СИ измеряется в м²/с.

α = ϰ c p ρ <\displaystyle \alpha =<\frac <\varkappa >\rho >>> , где α <\displaystyle \alpha > — температуропроводность, ϰ <\displaystyle \varkappa > — теплопроводность, c p <\displaystyle c_

> — изобарная удельная теплоёмкость, ρ — плотность

Материал Температуропроводность

Воздух (300 K) 1,9 × 10 −5
Al-10Si-Mn-Mg
(Silafont 36) при 20 °C
74,2 × 10 −6
Al-5Mg-2Si-Mn
(Magsimal-59) при 20 °C
44,0 × 10 −6
Этиловый спирт 7 × 10 −8
Алюминий 8,418 × 10 −5
Оксид алюминия 1.20 × 10 −5
Сплав алюминия 6061-T6 6,4 × 10 −5
Аргон (23°С, 1 атм) 2,2×10 −5
Кирпич саманный 2,7 × 10 −7
Кирпич
керамический
5,2 × 10 −7
Углерод (композит) (25 °C) 2,165 × 10 −4
Медь (25 °C) 1,11 × 10 −4
Стекло оконное 3,4 × 10 −7
Золото 1,27 × 10 −4
Гелий (23°С, 100 кПа) 1,9×10 −4
Водород (23°С, 100 кПа) 1,6×10 −4
Инконель 600 (25 °C) 3,428 × 10 −6
Железо 2,3 × 10 −5
Молибден (99,95 %) (25 °C) 54,3 × 10 −6
Азот (23°С, 100 кПа) 2,2×10 −5
Нейлон 9 × 10 −8
Моторное масло (100 °C) 7,38 × 10 −8
Парафин (25 °C) 0,081 × 10 −6
Поликарбонат (25 °C) 0,144 × 10 −6
Полипропилен (25 °C) 0,096 × 10 −6
PTFE (фторопласт) (25 °C) 0,124 × 10 −6
ПВХ (поливинилхлорид) 8 × 10 −8
Пиролитический графит,
перпендикулярно слоям
3,6 × 10 −6
Пиролитический графит,
параллельно слоям
1,22 × 10 −3
Кварц 1,4 × 10 −6
Резина 0,89 — 1,3 × 10 −7
Песчаник 1,12-1,19 × 10 −6
Si3 N4
с углеродными нанотрубками (26 °C)
9,142 × 10 −6
Si3 N4
(нитрид кремния) (26 °C)
8,605 × 10 −6
Кремний 8,8 × 10 −5
Диоксид кремния (кварц) 8,3 × 10 −7
Серебро (99.9 %) 1,6563 × 10 −4
Сталь, 1 % углерода 1,172 × 10 −5
Нержавеющая сталь 304A (27 °C) 4,2 × 10 −6
Нержавеющая сталь 310 (25 °C) 3,352 × 10 −6
Жесть 4,0 × 10 −5
Вода (25 °C) 0,143 × 10 −6
Водяной пар (1 атм, 400 K) 2,338 × 10 −5
Дерево (Жёлтая сосна) 8,2 × 10 −8

Температуропроводность входит как коэффициент в дифференциальное уравнение распространения теплоты в твёрдом теле:

∂ u ∂ t − α ∇ 2 u = 0 <\displaystyle <\frac <\partial u><\partial t>>-\alpha \nabla ^<2>u=0>

или то же самое уравнение, записанное в декартовых координатах:

∂ u ∂ t − α ( ∂ 2 u ∂ x 2 + ∂ 2 u ∂ y 2 + ∂ 2 u ∂ z 2 ) = 0 <\displaystyle <\frac <\partial u><\partial t>>-\alpha \left(<\frac <\partial ^<2>u><\partial x^<2>>>+<\frac <\partial ^<2>u><\partial y^<2>>>+<\frac <\partial ^<2>u><\partial z^<2>>>\right)=0>

Температуропроводность и теплопроводность являются двумя из наиболее важных параметров веществ и материалов, поскольку они описывают процессы переноса теплоты и изменение температуры в них.

Величина коэффициента температуропроводности зависит от природы вещества. Жидкости и газы обладают сравнительно малой температуропроводностью. Металлы, напротив, имеют бо́льший коэффициент температуропроводности.

Литература

Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача. М.: Энергия 1969

Ссылки

Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, дополнив её.

Что такое wiki2.info Вики является главным информационным ресурсом в интернете. Она открыта для любого пользователя. Вики это библиотека, которая является общественной и многоязычной.

Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License.

Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак организации Wikimedia Foundation, Inc. wiki2.info является независимой компанией и не аффилирована с Фондом Викимедиа (Wikimedia Foundation).

Источник

Коэффициент температуропроводности

Температуропроводность — физическая величина, характеризующая скорость изменения (выравнивания) температуры вещества в неравновесных тепловых процессах. Численно равна отношению теплопроводности к теплоёмкости единицы объема вещества, в системе СИ измеряется в м²/с.

Температуропроводность и теплопроводность являются двумя из наиболее важных параметров веществ и материалов, поскольку они описывают процесс переноса теплоты и изменение температуры в них. Температуропроводность так же может рассматриваться как мера «теплоинерционных» свойств вещества: чем больше температуропроводность, тем меньше «теплоинерционность».

Ссылки

Лыков А.В. Методы определения теплопроводности и температуропроводности 1973. http://www.niiar.ru/omvit/rus/facilities/metbehaviour.html#impuls

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Коэффициент температуропроводности» в других словарях:

коэффициент температуропроводности — коэффициент температуропроводности; температуропроводность Физический параметр вещества, численно равный отношению коэффициента теплопроводности к объемной удельной теплоемкости вещества … Политехнический терминологический толковый словарь

коэффициент температуропроводности — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN diffusivityheat diffusivitythermal diffusivity … Справочник технического переводчика

коэффициент температуропроводности — temperatūrinis laidis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas( ai) Grafinis formatas atitikmenys: angl. thermal diffusivity vok. Temperaturleitfähigkeitskoeffizient, m; Temperaturleitzahl, f rus.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

коэффициент температуропроводности — temperatūrinis laidis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. thermal diffusivity vok. Temperaturleitfähigkeitskoeffizient, m; Temperaturleitzahl, f rus. коэффициент температуропроводности, m pranc. diffusivité thermique, f … Fizikos terminų žodynas

коэффициент температуропроводности — [thermal diffusivity] характеристика скорости изменения температуры тела в нестационарных тепловых процессах, отношение коэффициента теплопроводности к произведению плотности вещества на его удельного теплоемкость; Смотри также: Коэффициент… … Энциклопедический словарь по металлургии

Коэффициент температуропроводности — частное от деления величины теплопроводности п. на ее объемную теплоемкость. К. т. представляет собою изменение температуры 1 см3 п., вызванное поступлением в него некоторого количества тепла, протекающего за 1 сек через 1 см2 поперечного сечения … Толковый словарь по почвоведению

коэффициент эффективности — [efficiency factor] относительный качественный показатель, характеризующий достигнутый уровень экономической эффективности; отношение экономического результата (например, суммы прибыли или экономии от снижения себестоимости продукции и т. п.).… … Энциклопедический словарь по металлургии

коэффициент циклической перегрузки — [cyclic overload ratio] отношение приложенного напряжения (I.) к пределу выносливости материала (образца, полуфабриката, изделия); Смотри также: Коэффициент фабрикационный коэффициент … Энциклопедический словарь по металлургии

коэффициент форсирования — [boosting ratio] отношение максимальной тепловой мощности к средней в печах периодического действия; Смотри также: Коэффициент фабрикационный коэффициент температурный коэффициент сопротивления … Энциклопедический словарь по металлургии

коэффициент уширения — [spread ratio] показатель деформации, равный отношению ширины полосы после деформации к ее ширине до деформации; Смотри также: Коэффициент фабрикационный коэффициент температурный … Энциклопедический словарь по металлургии

Источник

Коэффициент температуропроводности

Энергетическая форма записи закона Фурье.

Коэффициент температуропроводности а, [м 2 /с] – физическая характеристика вещества, которая определяется экспериментально и приводится в справочных таблицах.

Коэффициент температуропроводности а, характеризует теплоинерционные свойства вещества или другими словами характеризует скорость изменения температуры тела во времени. Скорость изменения температуры

а, прямо пропорциональна коэффициенту температуропроводности. Т.о. коэффициент температуропроводности характеризует только нестационарные процессы.

Коэффициент температуропроводности связан с другими физическими характеристиками вещества, следующими соотношениями:

; ,

где с – удельная массовая теплоемкость, Дж/(кг·град); — удельная объемная теплоемкость, Дж/(м 3 ·град); ρ – плотность, кг/м 3 ; λ – коэффициент теплопроводности Вт/(м·град);.

Для твердых тел, обладающим малым коэффициентом температурного расширения .

Для газов, у которых теплоемкость зависит от вида процесса, естественно, и коэффициент температуропроводности является функцией процесса:

— для изохорного процесса v=const: ;

— для изобарного процесса p=const: .

Порядок величины коэффициента температуропроводности можно характеризовать следующими величинами:

а≈ 10 -7 м 2 /с – для тепловой изоляции;

а≈ 10 -6 м 2 /с – для огнеупоров;

а≈ 10 -5 м 2 /с – для стали.

Для представления закона Фурье в энергетической форме заменим λ в классической форме записи закона теплопроводности выражением

или .

– для изохорных процессов,

где – удельная объемная внутренняя энергия, Дж/м 3 ;

– для изобарных процессов,

где— удельная объемная энтальпия, Дж/м 3 .

Для твердых тел энергетическая форма записи закона Фурье имеет вид:

Источник

Коэффициент температуропроводности

Понятие и общие сведения

Значение данного коэффициента характеризует теплопроводность материала, которая, в свою очередь, является физическим параметром, отражающим скорость изменения температуры тела в течение нестационарных тепловых процессов. Теплопроводность является мерой тепло-инерционных свойств любого материала.

Численное значение коэффициента температуропроводности определяется как отношение коэффициента теплопроводности материала к произведению удельной теплоёмкости этого материала, взятой при постоянном давлении, на его плотность. Коэффициент температуропроводности измеряется в системе физических единиц СИ в кв.м/секунда. Рассмотрим все три величины – температуропроводность, теплопроводность и удельную теплоёмкость.

Значение коэффициента температуропроводности находится в зависимости от химической и физической природы материала. Вещества в жидкой и особенно газовой фазе имеют невысокие значения этого показателя. Для твердых тел и в особенности металлы, коэффициент температуропроводности обладает наибольшими значениями.

Температуропроводность

Характеристика вещества под названием «температуропроводность», которая собственно и описывается коэффициентом температуропроводности, является одной из физических величин. Она характеризует скорость изменения или выравнивания температуры материала в неравновесных процессах, связанных с тепловой энергией.

Температуропроводность характеризует материал. Вместе с теплопроводностью они являются важнейшими тепловыми свойствами материалов, т.к. они отражают процессы переноса теплоты и температурные изменения в веществе.

Теплопроводность

Теплопрово́дностью называется способность материалов осуществлять трансфер тепловой энергии по направлению от нагретых областей тела к более холодным областям тела. Перемещение тепла осуществляется в процессе хаотического перемещения элементарных частиц вещества, это могут быть молекулы, атомы, ионы и т.д. Указанный тепловой процесс протекает практически в любых веществах и предметах, имеющих разницу температур в разных своих частях. Сам механизм перемещения тепловой энергии при этом находится в зависимости от агрегатного состояния, в котором находится рассматриваемое тело.

Теплопроводностью в том числе именуют количественную характеристику тела по проведению через себя тепловой энергии. Это свойство подобно электрической проводимости в электротехнике. Такая особенность материала характеризуется специальной постоянной для каждого вещества – коэффициентом теплопроводности. Такой коэффициент принимается равным количеству теплоты, которое проходит через однородный образец вещества длиной 1 метр, через единицу площади 1 кв.метр за 1 секунду при разнице температур в 1 градус Кельвина (или Цельсия). В упомянутой ранее системе СИ единицей измерения данного коэффициента теплопроводности принят Вт/(м·K).

Изначально ученые считали, что трансфер теплоты осуществляется за счет перетекания предполагаемого «вещества» под названием «теплород» от одного тела или вещества к другому. Эта гипотеза была забракована в ходе развития молекулярно-кинетической теории. Тогда процесс теплопроводности стало возможно объяснить, основываясь на механизмах воздействий элементарных частиц материи друг на друга. Атомы, молекулы и ионы в областях вещества с более высокой температурой перемещаются активнее и таким образом передают свою избыточную энергию при помощи столкновений с менее скоростными «холодными» элементарными частицам, расположенными в менее нагретых областях материала.

Удельная теплоёмкость

Удельной теплоемкостью материала называется физическая величина, которая равна количеству тепловой энергии, необходимой для передачи телу с массой 1 килограмм для повышения температуры этого тела на 1 градус К. В международной системе единиц СИ удельная теплоемкость обозначается латинской буквой С, а единицей ее измерения является «джоуль на килограмм-кельвин» или Дж/кг*градусК.

Исходя из вышесказанного значение удельной теплоёмкости материала можно интерпретировать как теплоёмкость единицы его массы. Температура самого вещества и, следовательно, окружающей среды оказывает прямое влияние на величину удельной теплоёмкости. При различной температуре показатель удельной теплоёмкости любого материала будет отличаться.

Значение для процессов переработки пластмасс

В полимерной промышленности коэффициент температуропроводности является значимой физической величиной пластиков. Он используется в расчетах при проектировании изделий из пластмасс и при эксплуатации конструкционных деталей из полимеров.

Рис.1. Пластиковые окна – важнейшая область расчетов теплопроводности полимеров

Важны тепловые расчеты при использовании би-материальных систем, например полимер-металл. Прочностные и тепловые расчеты таких деталей – важнейшее условия их успешного производства и экстплуатации.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Источник

Коэффициент температуропроводности

Температуропрово́дность (коэффицие́нт температуропрово́дности) — физическая величина, характеризующая скорость изменения (выравнивания) температуры вещества в неравновесных тепловых процессах. Численно равна отношению теплопроводности к удельной теплоёмкости при постоянном давлении.

В СИ измеряется в м²/с.

Обычно обозначается греческой буквой α <\displaystyle \alpha > :

α = ϰ c p ρ , <\displaystyle \alpha =<\frac <\varkappa >\rho >>,> где α <\displaystyle \alpha > — температуропроводность; ϰ <\displaystyle \varkappa > — теплопроводность; c p <\displaystyle c_

> — изобарная удельная теплоёмкость; ρ <\displaystyle \rho > — плотность.

Температуропроводность входит как коэффициент в дифференциальное уравнение распространения теплоты в телах:

∂ T ∂ t − α ∇ 2 T = f ( r , t ) , <\displaystyle <\frac <\partial T><\partial t>>-\alpha \nabla ^<2>T=f(\mathbf ,\ t),>

∂ T ∂ t − α ( ∂ 2 T ∂ x 2 + ∂ 2 T ∂ y 2 + ∂ 2 T ∂ z 2 ) = f ( x , y , z , t ) . <\displaystyle <\frac <\partial T><\partial t>>-\alpha \left(<\frac <\partial ^<2>T><\partial x^<2>>>+<\frac <\partial ^<2>T><\partial y^<2>>>+<\frac <\partial ^<2>T><\partial z^<2>>>\right)=f(x,\ y,\ z,\ t).>

Температуропроводность и теплопроводность являются двумя из наиболее важных параметров веществ и материалов, поскольку они описывают процессы переноса теплоты и изменение температуры в них.

Величина коэффициента температуропроводности зависит от природы вещества. Жидкости и газы обладают сравнительно малой температуропроводностью. Металлы, напротив, имеют бо́льший коэффициент температуропроводности.

Температуропроводность некоторых веществ и материалов [ | ]

Материал Температуропроводность
Воздух (300 K) 1,9 × 10 −5 Al-10Si-Mn-Mg
(Silafont 36) при 20 °C 74,2 × 10 −6 Al-5Mg-2Si-Mn
(Magsimal-59) при 20 °C 44,0 × 10 −6 Этиловый спирт 7 × 10 −8 Алюминий 8,418 × 10 −5 Оксид алюминия 1.20 × 10 −5 Сплав алюминия 6061-T6 6,4 × 10 −5 Аргон (23°С, 1 атм) 2,2×10 −5 Кирпич саманный 2,7 × 10 −7 Кирпич
керамический 5,2 × 10 −7 Углерод (композит) (25 °C) 2,165 × 10 −4 Медь (25 °C) 1,11 × 10 −4 Стекло оконное 3,4 × 10 −7 Золото 1,27 × 10 −4 Гелий (23°С, 100 кПа) 1,9×10 −4 Водород (23°С, 100 кПа) 1,6×10 −4 Инконель 600 (25 °C) 3,428 × 10 −6 Железо 2,3 × 10 −5 Молибден (99,95 %) (25 °C) 54,3 × 10 −6 Азот (23°С, 100 кПа) 2,2×10 −5 Нейлон 9 × 10 −8 Моторное масло (100 °C) 7,38 × 10 −8 Парафин (25 °C) 0,081 × 10 −6 Поликарбонат (25 °C) 0,144 × 10 −6 Полипропилен (25 °C) 0,096 × 10 −6 PTFE (фторопласт) (25 °C) 0,124 × 10 −6 ПВХ (поливинилхлорид) 8 × 10 −8 Пиролитический графит,
перпендикулярно слоям 3,6 × 10 −6 Пиролитический графит,
параллельно слоям 1,22 × 10 −3 Кварц 1,4 × 10 −6 Резина 0,89 — 1,3 × 10 −7 Песчаник 1,12-1,19 × 10 −6 Si3N4
(нитрид кремния) (26 °C) 9,142 × 10 −6 Si3N4
с углеродными
нанотрубками (26 °C) 8,605 × 10 −6 Кремний 8,8 × 10 −5 Диоксид кремния (кварц) 8,3 × 10 −7 Серебро (99.9 %) 1,6563 × 10 −4 Сталь, 1 % углерода 1,172 × 10 −5 Нержавеющая сталь
304A (27 °C) 4,2 × 10 −6 Нержавеющая сталь
310 (25 °C) 3,352 × 10 −6 Олово 4,0 × 10 −5 Вода (25 °C) 0,143 × 10 −6 Водяной пар (1 атм, 400 K) 2,338 × 10 −5 Дерево (сосна) 8,2 × 10 −8

Литература [ | ]

Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача. М.: Энергия 1969

Сивухин Д. В. Термодинамика и молекулярная физика (Общий курс физики; Том II). М.: Наука, 1990.

Источник

Температуропроводность

Температуропроводность (коэффициент температуропроводности) — физическая величина, характеризующая скорость изменения (выравнивания) температуры вещества в неравновесных тепловых процессах. Численно равна отношению теплопроводности к объёмной теплоёмкости при постоянном давлении, в системе СИ измеряется в м²/с.

,

где — температуропроводность, — теплопроводность, — изобарная удельная теплоёмкость, ρ — плотность

Температуропроводность и теплопроводность являются двумя из наиболее важных параметров веществ и материалов, поскольку они описывают процесс переноса теплоты и изменение температуры в них.

Величина коэффициента температуропроводности зависит от природы вещества. Жидкости и газы обладают сравнительно малой температуропроводностью. Металлы, напротив, имеют бо́льший коэффициент температуропроводности.

Литература

В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел «Теплопередача» М.: Энергия 1969

Ссылки

Для улучшения этой статьи желательно ? :

  • Дополнить статью (статья слишком короткая либо содержит лишь словарное определение).
  • Проставив сноски, внести более точные указания на источники.
  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
  • Добавить иллюстрации.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Температуропроводность» в других словарях:

температуропроводность — температуропроводность … Орфографический словарь-справочник

Температуропроводность — – величина, характеризующая скорость изменения (выравнивания) температуры, численно равная отношению теплопроводности к теплоемкости единицы объема вещества. [Терминологический словарь по бетону и железобетону. ФГУП «НИЦ «Строительство»… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТЬ — (коэффициент температуропроводности), параметр, характеризующий скорость изменения темп ры в ва в нестационарных тепловых процессах; мера тепло инерционных св в в ва. Численно равна отношению коэфф. теплопроводности в ва к произведению его… … Физическая энциклопедия

ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТЬ — величина, характеризующая скорость изменения (выравнивания) температуры. Численно равна отношению теплопроводности к теплоемкости единицы объема вещества … Большой Энциклопедический словарь

температуропроводность — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN thermal diffusivity … Справочник технического переводчика

Температуропроводность — [thermal (heat) diffusivity] физическая величина, характеризующая теплопроводность, отнесенную к теплоемкости единицы массы. Если теплоемкость складывается аддитивно из теплоемкостей компонентов, что справедливо для идеальных газовых смесей, то… … Энциклопедический словарь по металлургии

температуропроводность — величина, характеризующая скорость изменения (выравнивания) температуры. Численно равна отношению теплопроводности к теплоёмкости единицы объёма вещества; выражается в м2/с. * * * ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТЬ ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТЬ, величина,… … Энциклопедический словарь

ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТЬ — [thermal (heat) diffusivity] физическая величина, характеризующая теплопроводность, отнесенную к теплоемкости единицы массы. Если теплоемкость складывается аддитивно из теплоемкостей компонентов, что справедливо для идеальных газовых смесей, в… … Металлургический словарь

температуропроводность — коэффициент температуропроводности; температуропроводность Физический параметр вещества, численно равный отношению коэффициента теплопроводности к объемной удельной теплоемкости вещества … Политехнический терминологический толковый словарь

температуропроводность — temperatūrinis laidis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Dydis, apibūdinantis medžiagos temperatūtos kitimo spartą, vykstant nenuostoviesiems šiluminiams vyksmams. Matavimo vienetas: m²/s (kvadratinis metras sekundei). atitikmenys: angl.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Источник

Коэффициент температуропроводности

Энергетическая форма записи закона Фурье.

Коэффициент температуропроводности а, [м 2 /с] – физическая характеристика вещества, которая определяется экспериментально и приводится в справочных таблицах.

Коэффициент температуропроводности а, характеризует теплоинерционные свойства вещества или другими словами характеризует скорость изменения температуры тела во времени. Скорость изменения температуры

а, прямо пропорциональна коэффициенту температуропроводности. Т.о. коэффициент температуропроводности характеризует только нестационарные процессы.

Коэффициент температуропроводности связан с другими физическими характеристиками вещества, следующими соотношениями:

; ,

где с – удельная массовая теплоемкость, Дж/(кг·град); — удельная объемная теплоемкость, Дж/(м 3 ·град); ρ – плотность, кг/м 3 ; λ – коэффициент теплопроводности Вт/(м·град);.

Для твердых тел, обладающим малым коэффициентом температурного расширения .

Для газов, у которых теплоемкость зависит от вида процесса, естественно, и коэффициент температуропроводности является функцией процесса:

— для изохорного процесса v=const: ;

— для изобарного процесса p=const: .

Порядок величины коэффициента температуропроводности можно характеризовать следующими величинами:

а≈ 10 -7 м 2 /с – для тепловой изоляции;

а≈ 10 -6 м 2 /с – для огнеупоров;

а≈ 10 -5 м 2 /с – для стали.

Для представления закона Фурье в энергетической форме заменим λ в классической форме записи закона теплопроводности выражением

или .

– для изохорных процессов,

где – удельная объемная внутренняя энергия, Дж/м 3 ;

– для изобарных процессов,

где— удельная объемная энтальпия, Дж/м 3 .

Для твердых тел энергетическая форма записи закона Фурье имеет вид:

Источник

Коэффициент температуропроводности

Понятие и общие сведения

Значение данного коэффициента характеризует теплопроводность материала, которая, в свою очередь, является физическим параметром, отражающим скорость изменения температуры тела в течение нестационарных тепловых процессов. Теплопроводность является мерой тепло-инерционных свойств любого материала.

Численное значение коэффициента температуропроводности определяется как отношение коэффициента теплопроводности материала к произведению удельной теплоёмкости этого материала, взятой при постоянном давлении, на его плотность. Коэффициент температуропроводности измеряется в системе физических единиц СИ в кв.м/секунда. Рассмотрим все три величины – температуропроводность, теплопроводность и удельную теплоёмкость.

Значение коэффициента температуропроводности находится в зависимости от химической и физической природы материала. Вещества в жидкой и особенно газовой фазе имеют невысокие значения этого показателя. Для твердых тел и в особенности металлы, коэффициент температуропроводности обладает наибольшими значениями.

Температуропроводность

Характеристика вещества под названием «температуропроводность», которая собственно и описывается коэффициентом температуропроводности, является одной из физических величин. Она характеризует скорость изменения или выравнивания температуры материала в неравновесных процессах, связанных с тепловой энергией.

Температуропроводность характеризует материал. Вместе с теплопроводностью они являются важнейшими тепловыми свойствами материалов, т.к. они отражают процессы переноса теплоты и температурные изменения в веществе.

Теплопроводность

Теплопрово́дностью называется способность материалов осуществлять трансфер тепловой энергии по направлению от нагретых областей тела к более холодным областям тела. Перемещение тепла осуществляется в процессе хаотического перемещения элементарных частиц вещества, это могут быть молекулы, атомы, ионы и т.д. Указанный тепловой процесс протекает практически в любых веществах и предметах, имеющих разницу температур в разных своих частях. Сам механизм перемещения тепловой энергии при этом находится в зависимости от агрегатного состояния, в котором находится рассматриваемое тело.

Теплопроводностью в том числе именуют количественную характеристику тела по проведению через себя тепловой энергии. Это свойство подобно электрической проводимости в электротехнике. Такая особенность материала характеризуется специальной постоянной для каждого вещества – коэффициентом теплопроводности. Такой коэффициент принимается равным количеству теплоты, которое проходит через однородный образец вещества длиной 1 метр, через единицу площади 1 кв.метр за 1 секунду при разнице температур в 1 градус Кельвина (или Цельсия). В упомянутой ранее системе СИ единицей измерения данного коэффициента теплопроводности принят Вт/(м·K).

Изначально ученые считали, что трансфер теплоты осуществляется за счет перетекания предполагаемого «вещества» под названием «теплород» от одного тела или вещества к другому. Эта гипотеза была забракована в ходе развития молекулярно-кинетической теории. Тогда процесс теплопроводности стало возможно объяснить, основываясь на механизмах воздействий элементарных частиц материи друг на друга. Атомы, молекулы и ионы в областях вещества с более высокой температурой перемещаются активнее и таким образом передают свою избыточную энергию при помощи столкновений с менее скоростными «холодными» элементарными частицам, расположенными в менее нагретых областях материала.

Удельная теплоёмкость

Удельной теплоемкостью материала называется физическая величина, которая равна количеству тепловой энергии, необходимой для передачи телу с массой 1 килограмм для повышения температуры этого тела на 1 градус К. В международной системе единиц СИ удельная теплоемкость обозначается латинской буквой С, а единицей ее измерения является «джоуль на килограмм-кельвин» или Дж/кг*градусК.

Исходя из вышесказанного значение удельной теплоёмкости материала можно интерпретировать как теплоёмкость единицы его массы. Температура самого вещества и, следовательно, окружающей среды оказывает прямое влияние на величину удельной теплоёмкости. При различной температуре показатель удельной теплоёмкости любого материала будет отличаться.

Значение для процессов переработки пластмасс

В полимерной промышленности коэффициент температуропроводности является значимой физической величиной пластиков. Он используется в расчетах при проектировании изделий из пластмасс и при эксплуатации конструкционных деталей из полимеров.

Рис.1. Пластиковые окна – важнейшая область расчетов теплопроводности полимеров

Важны тепловые расчеты при использовании би-материальных систем, например полимер-металл. Прочностные и тепловые расчеты таких деталей – важнейшее условия их успешного производства и экстплуатации.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Источник

Коэффициент температуропроводности

Температуропрово́дность (коэффицие́нт температуропрово́дности) — физическая величина, характеризующая скорость изменения (выравнивания) температуры вещества в неравновесных тепловых процессах. Численно равна отношению теплопроводности к удельной теплоёмкости при постоянном давлении.

В СИ измеряется в м²/с.

Обычно обозначается греческой буквой α <\displaystyle \alpha > :

α = ϰ c p ρ , <\displaystyle \alpha =<\frac <\varkappa >\rho >>,> где α <\displaystyle \alpha > — температуропроводность; ϰ <\displaystyle \varkappa > — теплопроводность; c p <\displaystyle c_

> — изобарная удельная теплоёмкость; ρ <\displaystyle \rho > — плотность.

Температуропроводность входит как коэффициент в дифференциальное уравнение распространения теплоты в телах:

∂ T ∂ t − α ∇ 2 T = f ( r , t ) , <\displaystyle <\frac <\partial T><\partial t>>-\alpha \nabla ^<2>T=f(\mathbf ,\ t),>

∂ T ∂ t − α ( ∂ 2 T ∂ x 2 + ∂ 2 T ∂ y 2 + ∂ 2 T ∂ z 2 ) = f ( x , y , z , t ) . <\displaystyle <\frac <\partial T><\partial t>>-\alpha \left(<\frac <\partial ^<2>T><\partial x^<2>>>+<\frac <\partial ^<2>T><\partial y^<2>>>+<\frac <\partial ^<2>T><\partial z^<2>>>\right)=f(x,\ y,\ z,\ t).>

Температуропроводность и теплопроводность являются двумя из наиболее важных параметров веществ и материалов, поскольку они описывают процессы переноса теплоты и изменение температуры в них.

Величина коэффициента температуропроводности зависит от природы вещества. Жидкости и газы обладают сравнительно малой температуропроводностью. Металлы, напротив, имеют бо́льший коэффициент температуропроводности.

Температуропроводность некоторых веществ и материалов [ | ]

Материал Температуропроводность
Воздух (300 K) 1,9 × 10 −5 Al-10Si-Mn-Mg
(Silafont 36) при 20 °C 74,2 × 10 −6 Al-5Mg-2Si-Mn
(Magsimal-59) при 20 °C 44,0 × 10 −6 Этиловый спирт 7 × 10 −8 Алюминий 8,418 × 10 −5 Оксид алюминия 1.20 × 10 −5 Сплав алюминия 6061-T6 6,4 × 10 −5 Аргон (23°С, 1 атм) 2,2×10 −5 Кирпич саманный 2,7 × 10 −7 Кирпич
керамический 5,2 × 10 −7 Углерод (композит) (25 °C) 2,165 × 10 −4 Медь (25 °C) 1,11 × 10 −4 Стекло оконное 3,4 × 10 −7 Золото 1,27 × 10 −4 Гелий (23°С, 100 кПа) 1,9×10 −4 Водород (23°С, 100 кПа) 1,6×10 −4 Инконель 600 (25 °C) 3,428 × 10 −6 Железо 2,3 × 10 −5 Молибден (99,95 %) (25 °C) 54,3 × 10 −6 Азот (23°С, 100 кПа) 2,2×10 −5 Нейлон 9 × 10 −8 Моторное масло (100 °C) 7,38 × 10 −8 Парафин (25 °C) 0,081 × 10 −6 Поликарбонат (25 °C) 0,144 × 10 −6 Полипропилен (25 °C) 0,096 × 10 −6 PTFE (фторопласт) (25 °C) 0,124 × 10 −6 ПВХ (поливинилхлорид) 8 × 10 −8 Пиролитический графит,
перпендикулярно слоям 3,6 × 10 −6 Пиролитический графит,
параллельно слоям 1,22 × 10 −3 Кварц 1,4 × 10 −6 Резина 0,89 — 1,3 × 10 −7 Песчаник 1,12-1,19 × 10 −6 Si3N4
(нитрид кремния) (26 °C) 9,142 × 10 −6 Si3N4
с углеродными
нанотрубками (26 °C) 8,605 × 10 −6 Кремний 8,8 × 10 −5 Диоксид кремния (кварц) 8,3 × 10 −7 Серебро (99.9 %) 1,6563 × 10 −4 Сталь, 1 % углерода 1,172 × 10 −5 Нержавеющая сталь
304A (27 °C) 4,2 × 10 −6 Нержавеющая сталь
310 (25 °C) 3,352 × 10 −6 Олово 4,0 × 10 −5 Вода (25 °C) 0,143 × 10 −6 Водяной пар (1 атм, 400 K) 2,338 × 10 −5 Дерево (сосна) 8,2 × 10 −8

Литература [ | ]

Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача. М.: Энергия 1969

Сивухин Д. В. Термодинамика и молекулярная физика (Общий курс физики; Том II). М.: Наука, 1990.

Источник

Температуропроводность

Из Википедии, бесплатной энциклопедии

Температуропрово́дность (коэффицие́нт температуропрово́дности) — физическая величина, характеризующая скорость изменения (выравнивания) температуры вещества в неравновесных тепловых процессах. Численно равна отношению теплопроводности к удельной теплоёмкости при постоянном давлении.

В СИ измеряется в м²/с.

Обычно обозначается греческой буквой α <\displaystyle \alpha > :

α = ϰ c p ρ , <\displaystyle \alpha =<\frac <\varkappa >\rho >>,> где α <\displaystyle \alpha > — температуропроводность; ϰ <\displaystyle \varkappa > — теплопроводность; c p <\displaystyle c_

> — изобарная удельная теплоёмкость; ρ <\displaystyle \rho > — плотность.

Температуропроводность входит как коэффициент в дифференциальное уравнение распространения теплоты в телах:

∂ T ∂ t − α ∇ 2 T = f ( r , t ) , <\displaystyle <\frac <\partial T><\partial t>>-\alpha \nabla ^<2>T=f(\mathbf ,\ t),>

∂ T ∂ t − α ( ∂ 2 T ∂ x 2 + ∂ 2 T ∂ y 2 + ∂ 2 T ∂ z 2 ) = f ( x , y , z , t ) . <\displaystyle <\frac <\partial T><\partial t>>-\alpha \left(<\frac <\partial ^<2>T><\partial x^<2>>>+<\frac <\partial ^<2>T><\partial y^<2>>>+<\frac <\partial ^<2>T><\partial z^<2>>>\right)=f(x,\ y,\ z,\ t).>

Температуропроводность и теплопроводность являются двумя из наиболее важных параметров веществ и материалов, поскольку они описывают процессы переноса теплоты и изменение температуры в них.

Величина коэффициента температуропроводности зависит от природы вещества. Жидкости и газы обладают сравнительно малой температуропроводностью. Металлы, напротив, имеют бо́льший коэффициент температуропроводности.

Температуропроводность некоторых веществ и материалов [ править | править код ]

Материал Температуропроводность
Воздух (300 K) 1,9 × 10 −5 Al-10Si-Mn-Mg
(Silafont 36) при 20 °C 74,2 × 10 −6 Al-5Mg-2Si-Mn
(Magsimal-59) при 20 °C 44,0 × 10 −6 Этиловый спирт 7 × 10 −8 Алюминий 8,418 × 10 −5 Оксид алюминия 1.20 × 10 −5 Сплав алюминия 6061-T6 6,4 × 10 −5 Аргон (23°С, 1 атм) 2,2×10 −5 Кирпич саманный 2,7 × 10 −7 Кирпич
керамический 5,2 × 10 −7 Углерод (композит) (25 °C) 2,165 × 10 −4 Медь (25 °C) 1,11 × 10 −4 Стекло оконное 3,4 × 10 −7 Золото 1,27 × 10 −4 Гелий (23°С, 100 кПа) 1,9×10 −4 Водород (23°С, 100 кПа) 1,6×10 −4 Инконель 600 (25 °C) 3,428 × 10 −6 Железо 2,3 × 10 −5 Молибден (99,95 %) (25 °C) 54,3 × 10 −6 Азот (23°С, 100 кПа) 2,2×10 −5 Нейлон 9 × 10 −8 Моторное масло (100 °C) 7,38 × 10 −8 Парафин (25 °C) 0,081 × 10 −6 Поликарбонат (25 °C) 0,144 × 10 −6 Полипропилен (25 °C) 0,096 × 10 −6 PTFE (фторопласт) (25 °C) 0,124 × 10 −6 ПВХ (поливинилхлорид) 8 × 10 −8 Пиролитический графит,
перпендикулярно слоям 3,6 × 10 −6 Пиролитический графит,
параллельно слоям 1,22 × 10 −3 Кварц 1,4 × 10 −6 Резина 0,89 — 1,3 × 10 −7 Песчаник 1,12-1,19 × 10 −6 Si3N4
(нитрид кремния) (26 °C) 9,142 × 10 −6 Si3N4
с углеродными
нанотрубками (26 °C) 8,605 × 10 −6 Кремний 8,8 × 10 −5 Диоксид кремния (кварц) 8,3 × 10 −7 Серебро (99.9 %) 1,6563 × 10 −4 Сталь, 1 % углерода 1,172 × 10 −5 Нержавеющая сталь
304A (27 °C) 4,2 × 10 −6 Нержавеющая сталь
310 (25 °C) 3,352 × 10 −6 Олово 4,0 × 10 −5 Вода (25 °C) 0,143 × 10 −6 Водяной пар (1 атм, 400 K) 2,338 × 10 −5 Дерево (сосна) 8,2 × 10 −8

Литература [ править | править код ]

Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача. М.: Энергия 1969

Сивухин Д. В. Термодинамика и молекулярная физика (Общий курс физики; Том II). М.: Наука, 1990.

Источник

Читайте также:  Методика измерений лабораторная работа