Температуропроводность
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 :
- где — температуропроводность;
- — теплопроводность;
- — изобарная удельная теплоёмкость;
- — плотность.
Температуропроводность входит как коэффициент в дифференциальное уравнение распространения теплоты в телах:
— функция источников тепла, или, то же самое уравнение, записанное в декартовых координатах:
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 (м²/с) |
|---|---|
| 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.
Ссылки
Thermal Diffusivity, Specific Heat, and Thermal Conductivity of Aluminum Oxide and Pyroceram 9060 (англ.) (недоступная ссылка). Center for Advanced Life Cycle Engineering. Дата обращения: 1 июня 2011. Архивировано 13 августа 2011 года.